1、Rec. UIT-R F.1402 1RECOMENDACIN UIT-R F.1402*,*CRITERIOS DE COMPARTICIN DE FRECUENCIAS ENTRE UN SISTEMA DE ACCESOINALMBRICO MVIL TERRESTRE Y UN SISTEMA DE ACCESO INALMBRICOFIJO QUE UTILIZA EL MISMO TIPO DE EQUIPO QUE EL SISTEMADE ACCESO INALMBRICO MVIL TERRESTRE(Cuestiones UIT-R 215/8 y UIT-R 140/9)
2、(1999)Rec. UIT-R F.14021 IntroduccinActualmente la tecnologa de los sistemas mviles terrestres se utiliza para los sistemas de acceso inalmbrico fijo(FWA, fixed wireless access). Estos sistemas FWA son cada vez ms populares y se estn instalando con gran rapidez,dado que la amplia demanda de comunica
3、ciones mviles propicia la produccin de equipos econmicos para estaaplicacin. En la presente Recomendacin, un sistema mvil terrestre se denomina sistema de acceso inalmbrico mvilterrestre (MWA, mobile wireless access), y el sistema de acceso inalmbrico fijo que utiliza el mismo tipo de equipo sedenom
4、ina sistema FWA basado en MWA, o simplemente sistema FWA. Esta terminologa se basa en la Recomenda-cin UIT-R F.1399.En la mayora de los casos estos sistemas FWA son diseados en la misma banda de frecuencias que los sistemas MWApara aumentar la eficacia de fabricacin. Por consiguiente, es urgente y c
5、rtico estudiar los criterios de comparticin, enparticular la separacin geogrfica necesaria, entre ambos sistemas.Se necesita disponer de estos criterios cuando una administracin desea utilizar la banda de frecuencias con atribucionesdobles (es decir, a los servicios fijo y mvil) para ambas aplicacio
6、nes FWA y MWA con una separacin geogrficadeterminada.La Recomendacin UIT-R F.1334 presenta una tcnica estadstica para calcular las condiciones de interferencia cuandoel sistema mvil terrestre y el sistema fijo utilizan diferente tipo de equipo. Con miras a proporcionar la informacincomplementaria, l
7、a presente Recomendacin describe principalmente la interferencia entre un sistema MWA y unsistema FWA que utilizan el mismo tipo de equipo con los mismos parmetros de diseo.2 AlcanceLa presente Recomendacin describe los criterios de comparticin de frecuencias entre los sistemas FWA y MWAsuponiendo q
8、ue ambos sistemas utilizan la misma frecuencia y el mismo tipo de equipo. Se calculan las separacionesgeogrficas necesarias entre ambos sistemas cuando estos emplean dplex por divisin en el tiempo (DDT) o dplex pordivisin de frecuencia (DDF).3 Referencias Recomendacin UIT-R F.1334: Criterios de prot
9、eccin para sistemas del servicio fijo que comparten las mismasbandas de frecuencias en la gama de 1 a 3 GHz con el servicio mvil terrestre; Recomendacin UIT-R F.1399: Terminologa del acceso inalmbrico._*Esta Recomendacin fue elaborada conjuntamente por las Comisiones de Estudio 8 (Grupo de Trabajo 8
10、A) y 9 (Grupo deTrabajo 9B) de Radiocomunicaciones, y cualquier ulterior modificacin debe ser efectuada tambin conjuntamente.*Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de las Comisiones de Estudio 3 (Grupo de Trabajo 3K) y 8 (Grupo deTrabajo 8A) de Radiocomunicaciones.2 Rec. UIT-R F.14024 Recomen
11、dacin4.1 Modelo de interferenciaA continuacin se indican los requisitos previos para establecer un modelo de interferencia: Los sistemas MWA y FWA utilizan equipos con las mismas especificaciones. Los sistemas MWA y FWA son sistemas punto a multipunto. Los sistemas MWA y FWA emplean DDT o DDF para t
12、ransmisin dplex.La Fig. 1 muestra un modelo de interferencia, cuando diversas interferencias pueden ser clasificadas en los siguientesocho tipos:Caso I : El sistema MWA es interferido: I-a) Estacin de base FWA estacin de usuario MWA. I-b) Estacin de usuario FWA estacin de usuario MWA (sistema DDT so
13、lamente). I-c) Estacin de usuario FWA estacin de base MWA. I-d) Estacin de base FWA estacin de base MWA (sistema DDT solamente).Caso II : El sistema FWA es interferido: II-a) Estacin de base MWA estacin de usuario FWA. II-b) Estacin de usuario MWA estacin de usuario FWA (sistema DDT solamente). II-c
14、) Estacin de usuario MWA estacin de base FWA. II-d) Estacin de base MWA estacin de base FWA (sistema DDT solamente).1402-01FIGURA 1Modelo de interferenciaSistema MWA Sistema FWAInterferencia I-c)Interferencia II-a)Interferencia I-a)Interferencia II-c)Interferencia I-b)Interferencia II-b)Interferenci
15、a II-d)Interferencia I-d)Estacin de base MWA Estacin de base FWA Estacin de usuario FWAEstacin deusuario MWAI-d) y II-d): interferencia dominante en entorno DDTI-c) y II-c): interferencia dominante en entorno DDFFIGURE 1/F.1402.D01 = 3 CM4.2 Interferencia dominanteSi las zonas de servicio de los sis
16、temas FWA y MWA estn totalmente separadas entre s, el factor principal quedetermina el nivel de interferencia no es la posicin individual de las estaciones, es decir, la distancia entre la fuente deinterferencia y el equipo interferido. El nivel de interferencia depende de la potencia de salida del
17、transmisor, de laganancia de la antena, de la altura de la antena y de la direccin del haz principal de la antena.Rec. UIT-R F.1402 3Se supone que en los anteriores ocho tipos de interferencia, se mantiene el trayecto de visibilidad directa sin obstculos.En relacin con el tipo de antena, slo las est
18、aciones de usuario FWA emplean antenas directivas mientras que otras tresclases de estaciones utilizan el tipo omnidireccional o sectorizado.En el Caso I para el entorno DDF, la interferencia I-c) se considera ms crtica que la interferencia I-a), porque laestacin de usuario FWA tiene antena directiv
19、a. Se aplica una consideracin similar en el Caso II para el entorno DDF.En el Caso I para el entorno DDT, la interferencia I-d) se considera ms crtica que la interferencia I-c), porque laestacin de base FWA est situada en un punto ms alto, de modo que cubre la zona y la condicin de propagacin entrel
20、a estacin de base MWA y la estacin FWA es mejor que la condicin entre la estacin de base MWA y la estacin deusuario FWA. Se aplica una consideracin similar en el Caso II para el entorno DDF.En consecuencia, el criterio de comparticin se debe determinar considerando la siguiente interferencia dominan
21、te:a) Caso I : Entorno DDT: I-d) estacin de base FWA estacin de base MWA. Entorno DDF: I-c) estacin de base FWA estacin de base MWA.b) Caso II :Entorno DDT: II-d) estacin de base MWA estacin de base FWA.Entorno DDF: II-a) estacin de base MWA estacin de usuario FWA.Cabe sealar que la misma combinacin
22、 de interferencia con sentido opuesto, es decir I-d) y II-d), o I-c) y II-a) darcomo resultado el mismo nivel, pues MWA y FWA utilizan los mismos parmetros de sistema.Adems se ha de sealar que si en un entorno DDT se logra la sincronizacin de transmisin DDT dentro del sistema ycon el sistema interfe
23、rente, se puede aplicar la combinacin para el entorno DDF.En la interferencia anterior la antena directiva en la estacin de usuario FWA est orientada hacia la estacin de baseMWA. Adems, se supone el caso ms desfavorable cuando una estacin de usuario FWA est situada cerca de laestacin de base FWA.4.3
24、 Criterio de proteccin para los sistemas MWA contra la interferencia producida por el sistemaFWA4.3.1 Condiciones en el entorno DDTEl nivel de interferencia I (dBm) (valor mediano) en la estacin de base MWA se puede calcular como sigue:I = PtC LfC LfB+ GC+ GB L (1)donde:L : prdida de propagacin (dB)
25、PtC: potencia transmisora de la estacin de base FWA (dBm)LfC: prdida de la lnea de alimentacin de la estacin de base FWA (dB)LfB: prdida de la lnea de alimentacin de la estacin de base MWA (dB)GC: ganancia de antena de la estacin de base FWA (dBi)GB: ganancia de antena de la estacin de base MWA (dBi
26、).En este caso, el nivel de interferencia admisible mximo para el sistema MWA se puede calcular como sigue:I NB+ X (2)donde:NB: nivel de ruido trmico en el receptor MWA (dBm)X : relacin (I/N) relativa admisible en los criterios a largo plazo (dB).4 Rec. UIT-R F.1402X indica la interferencia admisibl
27、e comparada con el ruido trmico. Para el sistema MWA que funciona en un umbralrelacionado con el ruido trmico se requiere que la influencia mutua de MWA y FWA sea mnima (digamos, 1 dB); eneste caso, la interferencia debe ser aproximadamente 6 dB por debajo del ruido trmico y X ser de 6 dBaproximadam
28、ente.En algunos casos la influencia mutua de MWA y FWA puede tener el mismo nivel que el ruido trmico para mejorar lacomparticin eficaz desde el punto de vista geogrfico, y en este caso X ser 0 dB aproximadamente.Otro enfoque posible para la comparticin de frecuencias es que se acepte cierto nivel d
29、e interferencia para MWA yFWA, porque este sistema tiene las funciones para evitar la interferencia. Aunque se puede reducir la capacidad detrfico, el sistema puede funcionar incluso cuando hay cierta interferencia. En este caso, X puede ser mayor que 0 dB yla distancia de separacin ser ms corta.En
30、el diseo del enlace de los sistemas FWA, L se suele calcular a partir de la propagacin en el espacio libre cuando seobtiene un radio de Fresnel suficiente. Por otra parte, en el caso de sistemas MWA, se puede adoptar un enfoquediferente. Es muy probable que no se obtenga el trayecto de propagacin co
31、n un radio de zona de Fresnel suficiente paracada trayecto de interferencia de la Fig. 1. En tales casos, se prev una prdida de propagacin mayor que la propagacinen el espacio libre. Si se supone que la prdida de propagacin en la distancia, d, se expresa por L(d), la distanciamnima, dmn, entre ambas
32、 estaciones viene dada por la siguiente frmula derivada de las frmulas (1) y (2):L(dmn) = PtC LfC LfB+ GC+ GB (NB+ X) (3)4.3.2 Condiciones en el entorno DDFEn el entorno DDF, la distancia mnima dmnentre ambas estaciones se puede calcular para diferente interferenciadominante pero de la misma manera,
33、 como sigue:L(dmn) = PtS LfS LfB+ GS+ GB (NB+ X) (4)donde:PtS: potencia transmisora de la estacin de usuario FWA (dBm)LfS: prdida de la lnea de alimentacin de la estacin de usuario FWA (dB)GS: ganancia de antena de la estacin de usuario FWA (dBi).4.4 Criterios de proteccin para los sistemas FWA cont
34、ra la interferencia producida por elsistema MWALos criterios de proteccin para los sistemas FWA con respecto a la interferencia del sistema MWA se pueden deducirde los resultados indicados en el punto anterior. Como se mencion antes, en el Caso II los niveles de interferencia deII-d) y II-a) equival
35、en a los de I-d) y I-c) en el Caso I.4.5 Ejemplos del clculoEn los Anexos 1 y 2 se muestran ejemplos del clculo de interferencia basado en el sistema real.ANEXO 1Ejemplos de clculo de condiciones de interferencia en la banda 1,9 GHzEl siguiente ejemplo muestra cmo calcular las condiciones entre un s
36、istema de telfono manual personal(PHS, personal handy-phone system) y PHS-FWA (o PHS-bucle local inalmbrico (WLL, wireless local loop) en labanda 1,9 GHz (entorno DDT). Incluso en otros entornos, se obtendrn resultados similares cambiando los parmetros.La tecnologa PHS emplea asignacin dinmica de ca
37、nales (DCA, dynamic channel assignment). Con esta tecnologa,ms de un sistema, posiblemente explotado por diferentes entidades operadoras, comparten los mismos radiocanalesevitando el uso de la misma frecuencia en cada intervalo de tiempo.Rec. UIT-R F.1402 5Por consiguiente, es tcnicamente factible q
38、ue un sistema FWA y un sistema MWA con DCA compartan la mismabanda de frecuencias en la misma zona. Sin embargo, en este clculo, la existencia de la funcin DCA no se consideracomo en sistemas reales. En cambio, slo se examinan las condiciones de comparticin ordinarias, en las cuales dossistemas util
39、izan la misma frecuencia, aceptando un determinado nivel de degradacin por mutua interferencia.En este ejemplo la interferencia de condiciones PHS-FWA a PHS se calculan suponiendo que las condiciones dePHS-FWA a PHS y las condiciones de PHS a PHS-FWA son simtricas en el diseo del trayecto radioelctr
40、ico.1 Clculo de la prdida de propagacin necesariaLos parmetros del sistema para la estacin de base FWA y la estacin de base MWA figuran en el Cuadro 1.CUADRO 1Sistema supuesto (estacin de base FWA y estacin de base MWA)La prdida de propagacin necesaria para el sistema supuesto en el Cuadro 1 ser com
41、o sigue, de acuerdo con laecuacin (3):L(dmn) = PtC LfC LfB+ GC+ GB (NB+ X)= 22 1 1 + 10 + 10 (109 + X)= 149 X dB (5)2 Clculo de la distancia de separacinSuponiendo la coexistencia del sistema MWA principalmente en una zona urbana y del sistema FWA principalmente enuna zona rural, la distancia de sep
42、aracin se calcula utilizando las caractersticas de prdida de propagacin en una zonarural.El Apndice 1 al Anexo 1 muestra el mtodo de estimacin de las caractersticas de propagacin en zonas rurales.En la Fig. 2, la distancia de separacin se calcula utilizando la curva estimada de las caractersticas de
43、 potencia recibidaen funcin de la distancia que se muestra en la Fig. 4. La distancia de separacin ser aproximadamente 30 km enX = 0 dB.Parmetro ContenidoInterfaz R2Sistema PHS a PHS-FWAMtodo de acceso/dplex AMDT/DDTNmero de intervalos 4Potencia transmisora, PtC13 dBm (valor medio)/22 dBm (valor de
44、cresta)Anchura de banda 300 kHzFactor de ruido 10 dBUmbral mnimo de ruido 109 dBmGanancia de antena, GC, GB10 dBiPrdida de la lnea de alimentacin, LfC, LfB1 dBAltura del punto de alimentacin, hC, hB10 mRelacin I/N admisible X dB6 Rec. UIT-R F.14021402-022040608010012014010252101011021525252X = 10 dB
45、X = 0 dBX = 10 dBFIGURA 2Clculo de la distancia de separacin Distancia (km)Curva deOkumura-HataCurvaestimada 30 km aproximadamentePotenciarecibida (dBm)Prdida enespacio libreNota 1 hCest fuera de su gama de aplicacin (30-200 m) en la curva de Okumura-Hata.No se considera el ajuste basado en las cond
46、iciones topogrficas y de los edificios.FIGURE 2/F.1402.D01 = 3 CMAPNDICE 1AL ANEXO 1Caractersticas de propagacin en la banda de 1,9 GHz en zonas rurales*1 Caractersticas de la propagacin a corta distancia en zonas ruralesLa prdida de propagacin aumentada por la prdida en espacio libre en la banda de
47、 1,9 GHz se calcul a partir de laprdida de propagacin medida en un terreno comparativamente llano y abierto, donde solamente existen casas yarboledas en pequea escala en la ruta de propagacin. Con la altura de la antena transmisora, la altura de la antenareceptora y la distancia de transmisin como p
48、armetros, la prdida de propagacin adicional se calcul utilizando lasiguiente frmula experimental:La= 52,53 36,45 log (ht+ hr) log d + 61,93 log (ht+ hr) 89,24 (6)donde:La: prdida de propagacin adicional (no incluida la prdida en el espacio libre) (dB)ht: altura de la antena transmisora (m) (aproximadamente 10 m a 20 m)hr: altura de la antena receptora (m) (aproximadamente 2 m a 10 m)d : distancia de transmisin (m)el valor mximo para (ht+ hr) es 25 m.La frmula experimental (6) es aplicable a la propagacin a corta dist
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