ITU-R S 1655 SPANISH-2003 Interference mitigation techniques and frequency sharing in the bands 37 5-42 5 GHz and 47 2-50 2 GHz between geostationary-satellite fixed-satellite servixed.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1655 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1655 Tcnicas de reduccin de la interferencia y comparticin de frecuencias en las bandas 37,5-42,5 GHz y 47,2-50,2 GHz entre redes del servicio fijo por satlite con satlites geoestacionarios y sistemas del servicio fijo por satlite con satlites no geoestacion

2、arios (Cuestin UIT-R 231/4) (2003) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que las bandas 37,5-42,5 GHz y 47,2-50,2 GHz estn atribuidas al SFS; b) que cada vez hay ms inters en explotar en estas bandas de frecuencias las redes del SFS OSG y los sistemas del SFS no OSG que utili

3、zan la rbita terrestre baja (LEO) o la rbita terrestre media (MEO); c) que con los sistemas del SFS se pretenden proporcionar velocidades de transmisin de datos que varan desde la calidad de videoconferencia hasta la transmisin a muy alta velocidad de STM-1 (155 Mbit/s) o mayor, hasta 10 STM-4 (6,22

4、 Gbit/s); d) que la mayora de los sistemas del SFS planificados para funcionar en estas bandas de frecuencias estn diseados para utilizar 3 GHz de espectro radioelctrico en el sentido Tierra-espacio y 3 GHz o ms en el sentido espacio-Tierra; e) que en algunas partes de la banda 37,5-42,5 GHz, la may

5、ora de los sistemas del SFS tienen previsto utilizar antenas de estacin terrena terminal de alta ganancia y haz estrecho para sus enlaces de usuarios, generalmente de 1 m de dimetro, as como proporcionar al menos una disponibilidad del enlace del 99,7% de extremo a extremo; f) que en algunas partes

6、de la banda 37,5-42,5 GHz, los sistemas del SFS pueden necesitar utilizar antenas de estacin terrena terminal ms grandes, de hasta 3 m de dimetro, para las aplicaciones de pasarela/concentrador incluyendo las estaciones terrenas individualmente coordinadas situadas en puntos geogrficamente dispersos

7、 y que estas aplicaciones requieren una disponibilidad del enlace de extremo a extremo de al menos el 99,9%; g) que algunos sistemas de satlites estn diseados para funcionar en slo una pequea fraccin del campo de visin de los satlites y generalmente proporcionan menos del 5% de la cobertura del camp

8、o de visin de sus satlites; h) que las degradaciones de propagacin son severas en esta gama de frecuencias; j) que la mayora de los sistemas del SFS diseados para funcionar en las bandas de 50/40 GHz no tienen previsto utilizar polarizacin doble en el mismo haz y en la misma zona debido a las fuerte

9、s degradaciones por despolarizacin en condiciones de propagacin adversas; sin embargo, las polarizaciones dobles para los sistemas del SFS que funcionan en estas bandas pueden utilizarse en haces distintos que estn separados geogrficamente, recomienda 1 que para facilitar la comparticin de frecuenci

10、as entre las redes del SFS OSG y los sistemas del SFS no OSG en las bandas 37,5-42,5 GHz y 47,2-50,2 GHz se utilice como tcnica de reduccin de la interferencia el funcionamiento con polarizaciones opuestas. Los Anexos 1 y 2 a esta Recomendacin describen esta tcnica de reduccin de la interferencia (v

11、anse las Notas 1 y 2); 2 Rec. UIT-R S.1655 2 que se haga posible la comparticin de una parte de estas bandas entre los sistemas del SFS OSG y las redes del SFS no OSG, utilizando antenas de satlite de haz estrecho y alta ganancia, y proporcionando una separacin geogrfica apropiada entre las estacion

12、es terrenas de los dos sistemas (vase el Anexo 3); 3 que se apliquen otras tcnicas de reduccin de la interferencia, como las del Anexo 3, segn las caractersticas del sistema. NOTA 1 La aplicacin de la tcnica de reduccin de la interferencia descrita en los Anexos 1 y 2 a los sistemas del SFS no OSG q

13、ue utilizan LEO, puede requerir estudios ulteriores debido a las distintas caractersticas variables en el tiempo de las LEO y MEO de los sistemas del SFS. Cuando un sistema del SFS no OSG deba compartir frecuencias con una red del SFS OSG, sta con polarizacin opuesta a la de aqul, todos los dems sis

14、temas del SFS no OSG que cubran la misma zona geogrfica habrn de utilizar el mismo tipo y sentido de polarizacin que el primer sistema, o emplearn un mtodo para evitar el acoplamiento de haz principal a haz principal de la interferencia copolar (como la diversidad de satlite). Adems, debido a que lo

15、s sistemas del SFS no OSG se disean para ofrecer una cobertura mundial y a la posible restriccin derivada del hecho de que las redes del SFS OSG tengan una sola polarizacin, se debe estudiar con ms detalle el tema para poder garantizar que la utilizacin de esta tcnica no perjudique el uso eficaz de

16、las bandas 50/40 GHz. NOTA 2 Para el sistema estudiado en los Anexos 1 y 2, el Anexo 3 considera las ventajas e inconvenientes de otras tcnicas de reduccin de la interferencia. Anexo 1 Comparticin de frecuencias entre sistemas del SFS no OSG y redes del SFS OSG que funcionan en las bandas 50/40 GHz

17、utilizando antenas de estacin terrena de alta ganancia y haz estrecho 1 Introduccin Este Anexo presenta los resultados de la simulacin relativos a la viabilidad de la comparticin codireccional de frecuencias entre un sistema del SFS no OSG y una red del SFS OSG en las bandas 47,2-50,2 GHz y 37,5-42,

18、5 GHz. En este estudio, se utiliza el LEO V2 como un ejemplo de sistema del SFS no OSG. Se toman las caractersticas del GSO V1 como representativas de las redes de satlites OSG. Se resumirn dos casos de interferencia. El primer caso presenta los resultados de la simulacin sin utilizar ninguna tcnica

19、 de reduccin de la interferencia cuando los sistemas funcionan con polarizaciones iguales y opuestas. En el segundo caso, se utiliza diversidad de satlites como tcnica de reduccin de la interferencia para disminuir los niveles de interferencia en el satlite y en los receptores de los terminales de u

20、suario. 2 Caractersticas tcnicas del sistema Las caractersticas orbitales del sistema LEO V2 aparecen en el Cuadro 1. Los Cuadros 2 y 3 muestran, respectivamente, los parmetros del sistema de comunicaciones por satlite y del sistema de comunicaciones del terminal de usuario para ambos sistemas. Rec.

21、 UIT-R S.1655 3 CUADRO 1 Parmetros orbitales del sistema LEO V2 CUADRO 2 Parmetros del sistema de comunicaciones por satlite CUADRO 3 Parmetros del sistema de comunicaciones del terminal de usuario Nmero de satlites 15 Nmero de planos orbitales 3 Nmero de satlites por plano 5 Altitud 10 355 km ngulo

22、 de inclinacin 50 Periodo de la rbita 6 h Separacin entre planos 120 Desfase de satlite de plano a plano 24 Designacin de Walker 15/3/1 LEO V2 GSO V1 Gama de frecuencias de recepcin (GHz) 47,2 a 50,2 Anchura de banda de recepcin (GHz) 3 Ganancia de la antena de recepcin (dBi) 46,5 53,0 Anchura de ha

23、z a 3 dB (grados) 0,82 0,39 Temperatura de ruido del sistema de recepcin 728 K o 28,6 dBK Gama de frecuencias de transmisin (GHz) 37,5 a 42,5 Anchura de banda de transmisin (GHz) 3 p.i.r.e. de transmisin (dBW) 48,9 a 58,9 Dependiendo de la velocidad de transmisin de datos 57,5 a 66,4 Dependiendo de

24、la velocidad de transmisin de datos y del tamao de la antena del usuarioGanancia de la antena de transmisin (dBi) 46,5 53,0 Anchura de haz a 3 dB (grados) 0,82 0,39 Densidad de potencia de transmisin hacia la antena (mxima) (dB(W/Hz) 81,3 LEO V2 GSO V1 Gama de frecuencias de transmisin (GHz) 47,2 a

25、50,2 Anchura de banda de transmisin (GHz) 3 p.i.r.e. de transmisin (dBW) 54,7 a 78,9 Dependiendo de la velocidad de transmisin de datos y de las condiciones de propagacin 56,6 a 80,0 Dependiendo de la velocidad de transmisin de datos y de las condiciones de propagacin Ganancia de la antena de transm

26、isin (dBi) 59,7 59,7 (2,2 m) 60,8 (2,5 m) 4 Rec. UIT-R S.1655 CUADRO 3 (Fin) 3 Anlisis de la interferencia En el anlisis de la interferencia se han efectuado clculos para dos casos distintos: con discriminacin por polarizacin opuesta; y utilizacin de diversidad de satlites como tcnica de reduccin de

27、 la interferencia. Debido a la naturaleza intermitente de la interferencia en lnea, sta debe expresarse en forma de mrgenes de interferencia a corto plazo. Actualmente, no existen criterios sobre niveles de interferencia aceptable entre redes del SFS OSG y sistemas del SFS no OSG en las bandas 38/50

28、 GHz. Sin embargo, los sistemas LEO V2 y GSO V1 estn diseados para alcanzar una mnima disponibilidad del enlace del 99,5%. El diseador atribuye el 10% del 0,5% de las interrupciones del enlace, es decir el 0,05%, a la interferencia a corto plazo procedente de otros sistemas de satlites, tanto redes

29、del SFS OSG como sistemas del SFS no OSG que funcionan en estas bandas de frecuencias. La mitad de esta ltima cantidad (0,025%) se atribuye a la interferencia procedente de los sistemas de satlites OSG. Los sistemas LEO V2 y GSO V1 se disean para mantener un margen del enlace de 3 dB, es decir, la r

30、elacin entre la potencia de la portadora y la densidad de potencia de ruido, C/N0, se mantiene 3 dB por encima del valor correspondiente a la calidad del enlace solicitada. Por consiguiente, el criterio de interferencia apropiado para LEO V2 y GSO V1 es que la relacin I0/N0no rebase el valor de 0 dB

31、 durante ms del 0,025% del tiempo. La interferencia calculada para los enlaces ascendente y descendente se bas en lo siguiente: las estaciones terrenas terminales del SFS no OSG y SFS OSG estn coubicadas. La latitud y longitud de la ubicacin comn de los terminales son 43,4 N y 70,2 W, respectivament

32、e; tanto los sistemas del SFS no OSG como las redes del SFS OSG utilizan control de potencia del enlace ascendente adaptable para establecer un margen en condiciones de cielo despejado de 3 dB. No hay ningn control de potencia en el enlace descendente; los diagramas de radiacin de la antena de trans

33、misin y recepcin del terminal de usuario se basan en la Recomendacin UIT-R S.580; LEO V2 GSO V1 Anchura de haz a 3 dB (grados) 0,19 0,19 (2,2 m) 0,17 (2,5 m) Densidad de potencia de transmisin hacia la antena (dB(W/Hz) 89,7 a 75,5 Dependiendo de la velocidad de transmisin de datos y de las condicion

34、es de propagacin 87,8 a 75 Dependiendo de la velocidad de transmisin de datos y de las condiciones de propagacin Gama de frecuencias de recepcin (GHz) 37,5 a 42,5 Anchura de banda de recepcin (GHz) 3 Ganancia de la antena de recepcin (dBi) 57,8 57,8 (2,2 m) 59,0 (2,5 m) Anchura de haz a 3 dB (grados

35、) 0,24 0,24 (2,2 m) 0,21 (2,5 m) Temperatura de ruido de la antena de recepcin 353 K o 25,48 dBK Rec. UIT-R S.1655 5 los diagramas de radiacin contrapolar de la antena de transmisin y recepcin del terminal de usuario se basan en la Recomendacin UIT-R S.731; los diagramas de radiacin de la antena de

36、transmisin y recepcin del satlite se basan en la Recomendacin UIT-R S.672; los diagramas de radiacin contrapolar de la antena de transmisin del satlite se basan en el Apndice 30 del Reglamento de Radiocomunicaciones (CMR-2000); la relacin Eb/N0necesaria es de 8,0 dB; condicin de cielo despejado; en

37、este estudio se utiliz una estacin terrena terminal con antenas transmisora y receptora de 2,2 m de dimetro. 4 Resultados de la simulacin Se llev a cabo una simulacin de 15 satlites no OSG y un satlite OSG ubicado en 82,44 W durante un periodo de 24 h y con intervalos de tiempo de 1 s. 4.1 Caso 1: P

38、olarizacin opuesta Los satlites del LEO V2 y el GSO V1 funcionan con polarizaciones opuestas. Las Figs. 1 y 2 son una muestra de los resultados obtenidos en trminos del porcentaje de tiempo durante el cual se rebasa la relacin I0/N0en los receptores no OSG y OSG cuando ambos sistemas funcionan con p

39、olarizaciones opuestas. Los niveles de interferencia que se rebasan durante el 0,025% del tiempo en el terminal de usuario OSG y en los receptores de los satlites no OSG son, respectivamente, I0/N0= 9 dB e I0/N0= 17 dB. 1655-01I0/N0(dB)I0/N0(dB)45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,00,0010,0

40、100,1001,00010,000%detiempoen elque serebasaI0/N0Relacin I0/N0en el receptor de la estacinterrena OSG (polarizacin opuesta)FIGURA 1% de tiempo en el que se rebasala relacin I0/N0en el receptor de la estacin terrena OSG50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,00,0010,0100,1001,00010,000%det

41、iempo enelque serebasaI0/N0Relacin I0/N0en el receptor del satliteno geoestacionario (polarizacin opuesta)FIGURA 2% de tiempo en el que se rebasala relacin I0/N0en el receptor de satlite no OSG6 Rec. UIT-R S.1655 4.2 Caso 2: Diversidad de satlites Se puede utilizar la diversidad de satlites para red

42、ucir los niveles de interferencia en los receptores del satlite y del terminal de usuario. En este caso, se supone que los sistemas funcionan con la misma polarizacin. Conviene estudiar la posibilidad de utilizar la diversidad de satlites para reducir los niveles de interferencia en los receptores d

43、e la estacin terrena terminal y de los satlites OSG y no OSG. Esta tcnica especifica que para evitar la interferencia en lnea cuando el ngulo de separacin entre un satlite no OSG y un satlite OSG visto desde una estacin terrena es menor que X, el usuario no OSG debe conmutar el trfico a un satlite a

44、 la vista alternativo. En este estudio, se supone que el sistema de satlites OSG tiene doble cobertura proporcionada por al menos dos satlites en distintas posiciones orbitales. Generalmente, no es usual esta situacin en los sistemas de satlites OSG. Es ms habitual en los sistemas del SFS no OSG que

45、 utilizan rbitas circulares, la doble cobertura por al menos dos satlites en distintas posiciones orbitales. Adems, se supone que ambos sistemas funcionan con la misma polarizacin y los usuarios de su sistema pueden comunicarse con cualquiera de los satlites del sistema a la vista. Las Figs. 3 y 4 r

46、epresentan los niveles de interferencia en los receptores de la estacin terrena terminal OSG y del satlite no OSG cuando se utiliza la tcnica de diversidad de satlites. En este estudio, cuando el ngulo de separacin, X, entre un satlite no OSG y un satlite OSG visto desde una estacin terrena cae por

47、debajo de 0,5, el usuario del SFS OSG conmuta el trfico a un satlite alternativo. Los niveles de interferencia en los receptores del satlite y del terminal de usuario del SFS no OSG y OSG estn por debajo de los criterios de interferencia. En las Figs. 3 y 4 se proporciona una muestra de los resultad

48、os. 1655-03I0/N0(dB)I0/N0(dB)40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,00,0010,0100,1001,00010,000%detiempoen elque serebasaI0/N0Relacin I0/N0en el receptor de la estacinterrena OSG (misma polarizacin)FIGURA 3% de tiempo en el que se rebasa la relacin I0/N0en el receptor de la estacin terrena terminal OSG (X = 0,5)50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,00,0010,0100,1001,00010,000%detiempo enelque serebasaI0/N0Relacin I0/N0en el receptor del satlite no geoestacionario (misma polarizacin)FIGURA 4% de tiempo en el que se rebasa la r