ITU-R S 1324 SPANISH-1997 ANALYTICAL METHOD FOR ESTIMATING INTERFERENCE BETWEEN NON-GEOSTATIONARY MOBILE-SATELLITE FEEDER LINKS AND GEOSTATIONARY FIXED-SATELLITE NETWORKS OPERATING.pdf

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1、Rec. UIT-R S.1324 1RECOMENDACIN UIT-R S.1324MTODO ANALTICO PARA CALCULAR LA INTERFERENCIA ENTRE LOS ENLACES DECONEXIN DE LOS SATLITES NO GEOESTACIONARIOS DEL SERVICIO MVIL PORSATLITE Y LAS REDES DE SATLITES GEOESTACIONARIOS DEL SERVICIO FIJO PORSATLITE QUE FUNCIONAN CON LA MISMA FRECUENCIA Y EN LA M

2、ISMA DIRECCIN(Cuestin UIT-R 206/4)(1997)Rec. UIT-R S.1324La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT,considerandoa) que la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones (Ginebra, 1995) (CMR-95) seal la necesidad deelaborar urgentemente criterios para determinar la necesidad de coordinacin y de contar

3、con mtodos de clculo paradeterminar los niveles de interferencia, as como las relaciones de proteccin requeridas entre las redes del serviciomvil por satlite (SMS);b) que la CMR-95 atribuy las bandas de frecuencias 19,3-19,6 GHz y 29,1-29,4 GHz para los enlaces deconexin de las redes de satlites no

4、geoestacionarios del SMS (SMS no OSG) que funcionan en la misma direccin quelos sistemas de satlites OSG del servicio fijo por satlite (SFS);c) que la Resolucin 121 de la CMR-95 identifica la necesidad de emprender urgentemente estudios parapreparar metodologas de coordinacin para las redes del SFS

5、OSG y los enlaces de conexin del SMS no OSG que seexplota en pie de igualdad en las bandas 19,3-19,6 GHz y 29,1-29,4 GHz;d) que puede haber, en general, la necesidad de elaborar una metodologa que sea posible utilizar para estimar lainterferencia entre las redes de satlites;e) que la estimacin de la

6、 interferencia entre los enlaces de conexin del SMS no OSG y los sistemas delSFS OSG deberan basarse en que los niveles de potencia de interferencia no sean excedidos durante un determinadoporcentaje de tiempo, as como en la frecuencia de aparicin y la duracin de los diferentes eventos,reconociendoa

7、) que la estimacin de la interferencia entre los enlaces de conexin del SMS no OSG y los sistemas delSFS OSG basados en mtodos informticos de simulacin, se caracteriza por la gran exactitud de los resultadosobtenidos, pero que estos mtodos pueden requerir un considerable tiempo de clculo y es posibl

8、e que no se disponga deellos comnmente;b) que la interferencia entre los enlaces de conexin del SMS no OSG y los sistemas del SFS OSG puedenestimarse utilizando porcentajes de tiempo para los satlites no OSG que permanezcan dentro de una zona en ciertosngulos de discriminacin a partir de una direcci

9、n a un satlite OSG en relacin con la estacin terrena de que se trate;c) que el porcentaje de tiempo para un valor especificado de un ngulo entre un satlite OSG y un satliteno OSG en relacin con la estacin terrena que se examine pueden definirse utilizando simulaciones o mediante elmtodo analtico des

10、crito en la Recomendacin UIT-R S.1257, o aplicando otros mtodos,recomienda1 que el mtodo sealado en el Anexo 1 pueda utilizarse para estimar la interferencia entre los enlaces deconexin del SMS no OSG y los sistemas del SFS OSG que funcionan con la misma frecuencia y en la misma direccin.2 Rec. UIT-

11、R S.1324ANEXO 1Descripcin del mtodo analtico para estimar la interferencia entre los enlacesde conexin de los satlites no OSG del SMS y las redes de satlites OSG del SFSque funcionan con la misma frecuencia y en la misma direccinPara estimar la interferencia entre los enlaces de conexin del SMS no O

12、SG y los sistemas del SFS OSG, se especificaun criterio, con arreglo al cual: la densidad espectral de potencia de la interferencia, I0, de los enlaces de conexin de una red del SMS no OSG(al ser, en el enlace ascendente de la estacin terrena y en el enlace descendente del satlite, el resultado de l

13、astransmisiones en el enlace de conexin a los satlites de una constelacin y desde stos) en la entrada de un receptorde una estacin terrena del SFS OSG no debe exceder de cierta fraccin, x, de la densidad espectral de potencia delruido trmico del receptor, N0, en un porcentaje de tiempo determinado,

14、% t.Un ejemplo de los criterios de interferencia de los enlaces de conexin del SMS no OSG a los receptores del SFS OSGproporcionados en el Cuadro 1 se utiliza en el ejemplo que figura en el Apndice 1.CUADRO 1El presente mtodo permite proporcionar una estimacin del porcentaje de tiempo, % t, basada e

15、n una densidad espectralde potencia de la interferencia admisible, I0, sin utilizar mtodos de simulacin.Para estimar la interferencia entre los enlaces de conexin de las redes del SMS no OSG y los sistemas del SFS OSG, seanalizan cuatro casos de posibles efectos de la interferencia entre las estacio

16、nes terrenas y espaciales de las redesexaminadas, a saber:Caso 1: las emisiones procedentes de las estaciones terrenas de enlace de conexin del SMS no OSG que ocasionaninterferencia a las estaciones receptoras espaciales del SFS OSG (vase la Fig. 1).Caso 2: las emisiones procedentes de las estacione

17、s espaciales de enlace de conexin del SMS no OSG que ocasionaninterferencia a las estaciones terrenas receptoras del SFS OSG (vase la Fig. 2).Caso 3: las emisiones procedentes de las estaciones terrenas del SFS OSG que ocasionan interferencia a las estacionesespaciales receptoras de enlace de conexi

18、n del SMS no OSG (vase la Fig. 3).Caso 4: las emisiones procedentes de las estaciones espaciales del SFS OSG que ocasionan interferencia a las estacionesterrenas receptoras de enlace de conexin del SMS no OSG (vase la Fig. 4).11-14 GHzI0t(%)1 0,06 N00,872 0,26 N00,1193 N00,0294 2,16 N00,0004Rec. UIT

19、-R S.1324 31324-1-4OSG EE OSGEE no OSG No OSGET no OSG ET OSGOSG EE OSGEE no OSGNo OSGET no OSG ET OSGOSG EE OSGEE no OSGNo OSGET no OSG ET OSGOSG EE OSGEE no OSG No OSGEE no OSG ET OSGQQbbRRbbQQRRFIGURA 1Estaciones terrenas de enlace de conexin delSMS no OSG que ocasionan interferencia a lasestacio

20、nes espaciales receptoras del SFS OSGFIGURA 2Estaciones espaciales de enlace de conexin del SMS no OSG que ocasionan interferencia a lasestaciones terrenas receptoras del SFS OSGFIGURA 4Estaciones espaciales del SFS OSG que ocasionaninterferencia a las estaciones terrenas receptorasde enlace de cone

21、xin del SMS no OSGFIGURA 3Estaciones terrenas del SFS OSG que ocasionaninterferencia a las estaciones espaciales receptorasde enlace de conexin del SMS no OSGSeal deseadaInterferenciaEE: estacin espacialET: estacin terrenaFIGURES 1-4.1324-1-4 = Page pleine4 Rec. UIT-R S.1324La densidad espectral de

22、potencia de la interferencia en la entrada del receptor puede calcularse utilizando las siguientesexpresiones:para el enlace ascendente:I0= P1i + G1i(Q) Lu + G2w(b) dB(W/Hz) (1)para el enlace descendente:I0= P3i + G3i(b) Ld + G4w(Q) dB(W/Hz) (2)donde:P1i : densidad espectral de potencia del transmis

23、or de la estacin terrena interferente (dB(W/Hz)P3i : densidad espectral de potencia del transmisor de la estacin espacial interferente (dB(W/Hz)G1i(Q) : ganancia de antena de la estacin terrena interferente en la direccin de la estacin espacial deseada (dB)G2w(b) : ganancia de antena de la estacin e

24、spacial deseada en la direccin de la estacin terrena interferente (dB)G3i(b) : ganancia de antena de la estacin espacial interferente en la direccin de la estacin terrena deseada (dB)G4w(Q) : ganancia de antena de la estacin terrena deseada en la direccin de la estacin espacial interferente (dB)Lu :

25、 prdida de trayecto de la estacin terrena interferente al satlite deseado (dB)Ld : prdida de trayecto del satlite interferente a la estacin terrena deseada (dB).Este mtodo se basa en la definicin de una parte del espacio limitada por una superficie cnica circular con unngulo 2Q en el vrtice (vanse l

26、as Figs. 1 a 4). El vrtice del cono coincide con la ubicacin de la estacin terrenainterferente o interferida y el eje del cono apunta siempre al satlite geoestacionario.Tratndose de los casos de interferencia 1 y 4, la densidad espectral de potencia de la interferencia para un receptor semodifica ni

27、camente como funcin del ngulo Q que vara al moverse el satlite no OSG.En los casos de interferencia 2 y 3 la densidad espectral de potencia de la interferencia en un receptor se modifica enfuncin del ngulo Q, la distancia R y el ngulo b. El anlisis de las variaciones de la densidad espectral de pote

28、ncia dela interferencia, I0, como funcin de Q, b y R revela que un ligero incremento del ngulo Q ocasiona una considerablereduccin de I0, mientras que una modificacin poco apreciable de la distancia R y el ngulo b no se traduce prctica-mente en cambio alguno. Las variaciones de G2w(b), G3i(b), Lu, L

29、d, que dependen de la distancia R y el ngulo b, son,por tanto, desdeables.Basndose en estas caractersticas procede suponer que G2w(b), G3i(b), Lu y Ld son constantes. Esta hiptesis lleva a unerror insignificante los valores calculados para la interferencia. En consecuencia, es obvio que en los casos

30、 deinterferencia 2 y 3, las variaciones de la densidad espectral de potencia de la interferencia dependen bsicamente delngulo Q.El porcentaje de tiempo, % t, que los satlites no OSG se encuentran dentro del cono 2Q es una funcin del ngulo deseparacin requerido Q. Para las caractersticas especificada

31、s de las redes de satlites examinadas, cada valor delngulo Q corresponde a un cierto valor de la densidad espectral I0en la entrada del receptor.Para estimar la interferencia en el enlace ascendente, se utiliza el diagrama de radiacin de antena de la estacin terrenainterferente, mientras que para es

32、timar la interferencia en el enlace descendente, se recurre a la ganancia de antena de laestacin terrena deseada.Paso 1: Se obtiene un nivel admisible de la densidad espectral de potencia de la interferencia para una determinadaestacin terrena, mediante la siguiente expresin:I0= 10 log x + 10 log(k

33、T ) dB(W/Hz) (3)donde:x : fraccin de la densidad espectral de potencia del ruido trmico del receptor, aplicando los criteriosespecificados en el Cuadro 1 para el porcentaje de tiempo, % tk : constante de Boltzmann (J/K )T : temperatura de ruido de la estacin receptora deseada de la red (K).Paso 2: U

34、tilizando las expresiones (1) o (2) (segn se trate de un enlace ascendente o descendente) y el diagrama deradiacin de antena de la estacin terrena, se calcula un valor para el ngulo, Q, que corresponde a una densidadespectral de potencia de la interferencia admisible, I0, definida en el Paso 1.Rec.

35、UIT-R S.1324 5Paso 3: Basndose en el mtodo analtico presentado en la Recomendacin UIT-R S.1257, o en otros mtodos, secalcula un porcentaje de tiempo % tm(Q) en que los satlites no OSG se encuentran dentro de un cono con un ngulo enel vrtice de 2Qm.Paso 4: Los valores del porcentaje de tiempo calcula

36、dos en el Paso 3 se comparan con valores aceptables (por ejemplo,los consignados en el Cuadro 1). Si los valores calculados del porcentaje de tiempo % t(Q)mno sobrepasan un % tmespecificado, la interferencia se considerar admisible (basndose en los criterios utilizados).En el Apndice 1 se indica un

37、ejemplo de la aplicacin del algoritmo dado para estimar la interferencia entre los enlacesde conexiones de una red del SMS no OSG y un sistema del SFS OSG.APNDICE 1AL ANEXO 1Ejemplo del clculo de la interferencia entre los enlaces de conexindel SMS no OSG y los sistemas del SFS OSG que compartenlas

38、mismas bandas de frecuencias en la misma direccinEste ejemplo versa sobre el caso constituido por el clculo de la interferencia ocasionada por los enlaces de conexin delSMS no OSG a un sistema del SFS OSG. Las hiptesis utilizadas son caractersticas de una red de satlites no OSG detipo LEO-G (h = 1 5

39、00 km, i = 74, N = 48) y los parmetros de un satlite OSG tpico. Los clculos se realizan para lasestaciones terrenas deseadas e interferentes en latitudes de 0 y 60 y con los satlites ubicados en la longitud quecorresponda a la estacin terrena.Los resultados de los clculos de la interferencia ocasion

40、ada por los enlaces de conexin del SMS no OSG al sistema delSFS OSG se presentan en los Cuadros 2a) y 2b) para las direcciones Tierra-espacio y espacio-Tierra, respectivamente.Los Pasos del clculo son los siguientes:Paso 1: El Paso 1 estriba en la estimacin del nivel de interferencia admisible expre

41、sado como fraccin, x, de unadensidad espectral de potencia de ruido en el receptor determinada, N0, en el porcentaje de tiempo, % tm, especificadopara una banda de frecuencia dada.Se utiliza la siguiente frmula:I0= 10 log x + 10 log(k T ) dB(W/Hz)En los Cuadros 2a) y 2b) el porcentaje de tiempo espe

42、cificado % tm(columna 2) entraa valores apropiados para N0(columna 4) y x (columna 5), as como un valor estimado para el umbral de interferencia (xN0)m(columna 6).Paso 2: En el Paso 2 se utilizan las expresiones (1) o (2) (segn se considere el enlace ascendente o descendente) y eldiagrama de radiaci

43、n de antena de la estacin terrena, para calcular los valores del ngulo, Qm, correspondientes a unadensidad espectral de potencia de ruido admisible (xN0)mdefinida en el Paso 1. Los valores de Qmse indican en lacolumna 11 de los Cuadros 2a) y 2b).Paso 3: En el Paso 3 se calcula un porcentaje de tiemp

44、o, % t(Q)m,en que los satlites no OSG se encuentran dentro deun cono con un ngulo en el vrtice 2Qm, aplicando el mtodo analtico presentado en la Recomendacin UIT-R S.1257(vase la columna 12).Paso 4: En el Paso 4 se comparan los valores calculados para el porcentaje de tiempo con una serie de valores

45、aceptables (por ejemplo, los proporcionados nicamente como ejemplo en el Cuadro 1).Los resultados de los clculos que se indican en los Cuadros 2a) y 2b) revelan que los niveles de la interferenciaocasionada por las estaciones de enlace de conexin con los satlites no OSG del SMS a las estaciones del

46、SFS OSG nopueden satisfacer los criterios a corto plazo (xN0)mutilizados en este ejemplo.6 Rec. UIT-RS.1324CUADRO 2 Nivel de la interferencia de los sistemas de satlites resultante de los clculos basados en los resultados de la posible duracin de la interferencia (estadsticas temporales) en el caso

47、de interferencia ocasionada por las redes del SMS no OSG a las redes del SFS a) Enlace ascendente LEO-G INTELSAT (haz S1R) b) Enlace descendente LEO-G INTELSAT (estacin terrena normalizada E) Sistema de satlites que ocasionan la interferencia, iSistema de satlites que experimentan la interferencia,

48、w. Latitud de la estacin terrena (grados) % t (%) T (K) N0(dB(W/Hz) x xN0(dB(W/Hz) P1i (dB(W/Hz) Lu (dB) G2w(b) (dB) G1i(Q) (dB) Q (grados) % t(Q) (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 0,87 766 199,8 0,06 212 64,6 206,6 37,2 22,0 2,10 0,0372 0,119 0,26 205,7 28,3 1,54 0,024 0,029 1,00 199,8 34,2 1,11 0,012 0,0004 2,16 196,5 37,5 0,81 0,0068 60 0,87 766 199,8 0,06 212 64,6 207,4 37,2 22,8 2,10 0,2308 0,119 0,26 205,7 29,1 1,48 0,118 0,029 1,00 199,8 35,0 1,06 0,068 0,0004 2,16 196,5 38,3 0,71 0,0268 Sistema de satlites que ocasionan la interferencia, iSistema de satlites que experimentan l