ITU-R S 1781 SPANISH-2007 Possible methodology for frequency sharing between bidirectional geostationary fixed-satellite service networks comprising ubiquitously deployed earth sta.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1781 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1781 Posible metodologa para la comparticin de frecuencias entre redes de satlites geoestacionarios del servicio fijo por satlite bidireccionales que comprenden estaciones terrenas con instalacin masiva (Cuestin UIT-R 209/4) (2007) Cometido Esta Recomendacin

2、 proporciona una metodologa para definir la compatibilidad de frecuencias, basada en una coordinacin de zona, entre dos sistemas del servicio fijo por satlite (SFS) cuando uno o ambos implican la existencia de un gran nmero de terminales en tierra instalados por doquier, y los terminales de un siste

3、ma transmiten, mientras que los del otro sistema reciben en las mismas bandas de frecuencia atribuidas bidireccionalmente al SFS. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que existe cada vez ms inters creciente en la instalacin por doquier de estaciones terrenas del servicio fij

4、o por satlite (SFS) de tipo terminal de apertura muy pequea (VSAT); es decir, en la instalacin y funcionamiento de estaciones terrenas sin licencias individuales, pero bajo la licencia general para el sistema en el que funcionan; b) que en tales casos, las ubicaciones exactas de estaciones terrenas

5、concretas no se conoceran en el momento en que se lleve a cabo la coordinacin de frecuencias para el sistema; c) que la necesidad de instalar un gran nmero de estaciones terrenas dificultara su coordinacin en cada emplazamiento concreto; d) que determinadas bandas de frecuencias en las que dicha ins

6、talacin sera deseable estn atribuidas al SFS bidireccionalmente; e) que algunas bandas atribuidas bidireccionalmente al SFS estn tambin sujetas a disposiciones normativas especficas, como por ejemplo las relativas al Plan de adjudicaciones del SFS, o al Plan del Apndice 30A del Reglamento de Radioco

7、municaciones (RR); f) que quizs algunas administraciones opten por un determinado tipo de coordinacin de zona en el que las estaciones terrenas del SFS de tipo VSAT pueden funcionan en un nico sentido de transmisin; g) que en tales casos, como se describe en el considerando f), podra ser til para la

8、s administraciones disponer de metodologas para determinar la zona de coordinacin general basndose en criterios tcnicos propios, observando a) que el contorno de coordinacin alrededor de la regin en la que una administracin desea implementar la coordinacin de zona podra colindar con otras zonas de c

9、oordinacin pertenecientes al territorio de la misma administracin, o con fronteras internacionales; 2 Rec. UIT-R S.1781 b) que las administraciones podran precisar dar los pasos necesarios para identificar las bandas de frecuencias y las zonas geogrficas asociadas en las que se implementara cualquie

10、r mtodo de coordinacin que implicase un gran nmero de terminales funcionando en la misma banda, reconociendo a) que las administraciones son libres de adoptar acuerdos bilaterales fuera del mbito del RR; b) que las administraciones son libres de escoger el nivel de proteccin que van a ofrecer a las

11、estaciones terrenas del SFS de tipo VSAT instaladas en su territorio; c) que, en el caso de coordinacin internacional, las administraciones tendran que llegar a un acuerdo sobre las caractersticas de las estaciones terrenas y de proteccin a considerar; d) que factores tales como la proteccin de esta

12、ciones terrenas receptora con respecto a estaciones terrenas transmisoras de mayor potencia situadas en el territorio de las administraciones no incluidas en un acuerdo bilateral pueden indicar la conveniencia de inscribir las estaciones terrenas receptoras en la Oficina de Radiocomunicaciones, tant

13、o si forman parte de un acuerdo bilateral como si no; e) que para el caso de estaciones terrenas diseadas para funcionar en bandas atribuidas al SFS con carcter bidireccional sujetas a disposiciones reglamentales especficas, stas tambin deben ser tenidas en cuenta por las administraciones al planifi

14、car su instalacin, recomienda 1 que las administraciones que tengan la intencin de conceder licencias en su territorio, basndose en la coordinacin de zona, a estaciones terrenas SFS de tipo VSAT instaladas masivamente que funcionen en bandas atribuidas bidireccionalmente al SFS, consideren la aplica

15、cin de las directrices contenidas en el Anexo 1 a la presente Recomendacin. Anexo 1 1 Introduccin El Anexo 1 contiene los elementos de una metodologa para determinar la compatibilidad de frecuencias entre dos sistemas del SFS cuando uno o ambos constan de un gran nmero de terminales en tierra instal

16、ados por doquier, y los terminales de un sistema estn transmitiendo mientras los del otro sistema estn recibiendo. El anlisis desarrollado en este Anexo se basa en parmetros de sistema utilizados en la banda 12,5-12,75 GHz. Como las atribuciones al SFS bidireccionales se aplican slo en la Regin 1 en

17、 esa banda, es necesario emplear los pases de dicha Regin como base para los ejemplos. Sin embargo, la metodologa tiene carcter general y puede aplicarse a cualquier banda en la que exista comparticin con el SFS bidireccional. Rec. UIT-R S.1781 3 2 Metodologa FIGURA 1 En este ejemplo ilustrado en la

18、 Fig. 1, la estacin terrena A funciona con un satlite geoestacionario diseado para utilizar la atribucin de 12,5-12,75 GHz (Tierra-espacio), mientras que la estacin B funciona con otro satlite geoestacionario que hace uso de la atribucin al SFS 12,5-12,75 GHz (espacio-Tierra). La estacin terrena A t

19、ransmite una portadora MDP centrada en 12,625 GHz, con densidad espectral de p.i.r.e. de E dB(W/MHz), e interfiere por trayecto terrestre a la recepcin por la estacin terrena B de otra modulacin por desplazamiento de fase portadora (MDP) centrada en 12,625 GHz. La densidad espectral de interferencia

20、, I, a la entrada del receptor en la estacin terrena B se obtiene por tanto a partir de: () ()rttGplGGEI += dB(W/MHz) (1) donde: Gt: ganancia en el eje de la antena en la estacin terrena A (dBi) G(t): ganancia de la antena de la estacin terrena A hacia el horizonte en direccin de la estacin terrena

21、B (dBi) pl: prdidas de trayecto entre las dos estaciones (dB) G(t): ganancia de antena de la estacin B hacia el horizonte en direccin de la estacin terrena A (dBi) t: ngulo con respecto al eje en la estacin terrena A hacia el horizonte en direccin de la estacin terrena B (grados), y r: ngulo con res

22、pecto al eje en la estacin terrena B hacia el horizonte en la direccin de la estacin terrena A (grados). En lugar de hacer hiptesis de caso absoluto, es posible generar contornos dentro de los cuales la instalacin de estaciones del SFS que funcionan en direcciones de transmisin opuestas en las misma

23、s bandas sera compatible para cualquier porcentaje de casos mediante una seleccin apropiada de los parmetros utilizados en la ecuacin (1). Por ejemplo, durante 2002, un estudio del UIT-R sobre estaciones terrenas del SFS existentes y planificadas produjo estadsticas sobre los dimetros de antenas, la

24、s p.i.r.e., y la anchura de banda de las portadoras transmitidas. El estudio incluy casi 127 000 terminales con antenas de dimetro comprendido entre 1,5 y 2,1 m. Aunque se concentr principalmente en estaciones terrenas 4 Rec. UIT-R S.1781 diseadas para transmitir en la banda 14-14,5 GHz, puede supon

25、erse que otro estudio que se concentrase en la banda 12,5-12,75 GHz producira resultados estadsticos similares, aunque a partir de una base de datos menor. Dichos resultados podran emplearse para realizar hiptesis razonables sobre los parmetros E y Gten la ecuacin (1). Los valores de to rdependen de

26、 la latitud y longitud de la estacin terrena, de la longitud del satlite con el que sta funciona y del ngulo acimutal con la otra estacin terrena. La variacin de con estos parmetros se calcula en el Apndice 1, que muestra asimismo cmo se pueden desarrollar funciones de distribucin acumulativa de los

27、 ngulos con respecto al eje para las interferencias entre las estaciones terrenas que funcionan en sentidos de transmisin opuestos, de modo que se puedan escoger valores adecuados de ty rpara utilizarlos en la ecuacin (1). 2.1 Metodologa aplicada a un ejemplo internacional El estudio del UIT-R sobre

28、 estaciones terrenas del SFS existentes y planificadas en 2002 revel que el dimetro ms habitual de las antenas instaladas hasta entonces funcionando en la banda 14-14,5 GHz era de aproximadamente 1,8 m, y que el 98% de dichas antenas transmitan portadoras de p.i.r.e. no superior a 52 dBW y anchura d

29、e banda inferior a 1 MHz. Se seleccionaron por tanto para el presente ejemplo valores de E = 52 dB(W/MHz) y Gt= 10 log (0,65).(1,8)/2) = 45,7 dBi. Como se muestra en el Apndice 1 al presente Anexo, para el 96% aproximadamente de las estaciones terrenas, ty rno sern inferiores a 25 y, por consiguient

30、e, G(t) y G(r) no sern superiores a 3 dBi. El Apndice 1 tambin muestra que si G(t) 3 dBi, entonces es lo suficientemente conservador como para suponer que G(r) 10 dBi, y viceversa. Tomando estos valores para E, Gt, G(t) y G(r) como representativos del caso cuasi ms desfavorable, la ecuacin (1) se tr

31、ansforma en: plI = 7,6 dB(W/MHz) (2) Con arreglo a la Recomendacin UIT-R S.1323, un enlace del SFS OSG debe disearse sobre la base de que la potencia de interferencia combinada procedente de las emisiones de estaciones terrenas y espaciales del resto de redes del SFS OSG . no rebose, a la entrada de

32、l demodulador, . Para el ejemplo actual, se supone que la interferencia combinada comprende contribuciones iguales de las emisiones de enlaces ascendente y descendente de todos los sistemas del SFS OSG codireccionales y bidireccionales en una banda de 1 MHz centrada en 12,625 MHz. De ah que la inter

33、ferencia combinada recibida en la estacin terrena B procedente de todas las estaciones terrenas que emplean dicha banda de 1 MHz en sentido Tierra-espacio est limitada aqu a un mximo del 5% del balance del ruido del enlace. A excepcin de las redes con AMDC, slo una estacin terrena puede transmitir h

34、acia un satlite dado, con una determinada frecuencia de portadora y en un sentido de polarizacin, simultneamente, dentro de la cobertura de un haz receptor dado, puesto que los enlaces ascendentes de varias portadoras cofrecuencia en el mismo haz, se interferiran mucho entre s. (Aunque el AMDC permi

35、te a las citadas n portadoras coexistir en dichas circunstancias, la p.i.r.e. de portadora de cada estacin terrena en este caso es slo aproximadamente 1/n-simo de la p.i.r.e. de una nica estacin terrena que hace uso de AMDF.) En latitudes cercanas a los 50, la OSG supera la elevacin de 10 en cualqui

36、er punto de la superficie terrestre en una gama de longitudes de aproximadamente 120 (es decir, 60). La mnima separacin entre satlites que hacen uso de la misma frecuencia y con la misma cobertura en las Regiones 1 y 3 del UIT es de unos 3, y en la Regin 2 de unos 2. Se concluye que, en el caso lmit

37、e, entre 40 y 60 estaciones terrenas en una Rec. UIT-R S.1781 5 zona de cobertura determinada podran transmitir con la misma frecuencia de portadora y polarizacin a diferentes satlites en la OSG, mantenindose dentro de unos lmites aceptables la interferencia entre sus enlaces ascendentes debido a la

38、 discriminacin proporcionada por los diagramas de sus antenas de transmisin. Sin embargo, incluso si en la banda de la portadora considerada el recurso del espectro de la OSG se utilizase plenamente de esta manera, es poco probable que todas las estaciones terrenas que transmiten en la zona de cober

39、tura comn estn localizadas lo suficientemente cerca de una estacin terrena concreta que recibe una portadora cofrecuencia como para producir interferencias significativas a la citada estacin terrena. Por una razn, es probable que el recurso se dividiese entre varios pases, dado que un haz de satlite

40、 tpico funcionando en la banda 14-14,5 GHz se dimensiona para dar cobertura continental, en lugar de nacional. De ah que el margen de diez estaciones terrenas transmitiendo en la banda de 1 MHz a 12,625 GHz e interfiriendo con la misma estacin terrena que reciba a dicha frecuencia se considere lo su

41、ficientemente conservador para los fines actuales. En este estudio el mximo nivel de interferencia causada por una sola estacin terrena A a la estacin terrena B en condiciones de cielo despejado se limita al 0,5% del balance de ruido del sistema. Como las interferencias en trayectos terrestres se ve

42、n afectadas por las condiciones de propagacin, es preciso conocer el porcentaje de tiempo durante el que pueden aplicarse las condiciones de cielo despejado. En la Recomendacin UIT-R S.1062, se permite que los requisitos de la BER a largo plazo se superen durante no ms del 10% del mes ms desfavorabl

43、e, lo que corresponden al 4% del ao medio. De ah que el nivel de interferencia provocada por la estacin terrena A a la estacin terrena B no deba superar el 0,5% del ruido del sistema B durante ms del 4% del tiempo, es decir: I 10 log (0,05)(k T B) dBW (3) donde: 10 log (k): 228,6 dB(W/Hz) por Kelvin

44、 (constante de Boltzmann) T: temperatura de ruido del sistema ( 200 K para la mayora de enlaces ascendentes en 14-14,5 GHz) B: 1 MHz, como se ha definido anteriormente. Combinando las ecuaciones (2) y (3) puede deducirse que, para que redes del SFS bidireccionales puedan compartir la banda, las prdi

45、das en el trayecto de interferencia entre las estaciones terrenas A y B deben ser 162 dB o superiores durante al menos el 96% del tiempo. Si se dispone de una base de datos del terreno, es decir una base de datos con las alturas sobre el nivel del mar de la tierra en puntos uniformemente distribuido

46、s en una zona determinada, puede utilizarse la informacin y los algoritmos de las Recomendaciones UIT-R P.452 y UIT-R P.526 para calcular las prdidas de propagacin rebasadas durante cualquier porcentaje de tiempo dado a lo largo del trayecto de crculo mximo entre dos puntos de datos cualesquiera den

47、tro de dicha zona. Estas Recomendaciones cubren tanto los trayectos con visibilidad directa como los transhorizonte, incluyendo tanto la absorcin atmosfrica y la difraccin como los modos de propagacin por conductos y dispersin troposfrica segn corresponda. De esa forma, si se desarrolla un modelo in

48、formtico que comprenda un solo transmisor y un gran nmero de receptores distribuidos uniformemente, es posible calcular las prdidas que se rebasan durante un porcentaje de tiempo determinado en los trayectos entre el transmisor y cada receptor nuevo, e identificar por tanto todos los trayectos en los que las prdidas se aproximan a un valor en concreto (vase la Fig. 2). 6 Rec. UIT-R S.1781 FIGURA 2 Aadiendo ms transmisores al modelo, situados a pequeos intervalos a lo largo de cualquier lnea lmite dentro de la zona geogrfica en cuestin, y seleccionando luego la mxima longitud de trayect