ITU-R F 2011 SPANISH-2012 Evaluation of interference from high-altitude platform (HAPS) gateway links (HAPS-to-ground direction) in the fixed service to conventional fixed wireless.pdf

1、 Recomendacin UIT-R F.2011(01/2012)Evaluacin de la interferencia causada por enlaces de pasarela de estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS) (HAPS-tierra) en el servicio fijo a los sistemas inalmbricos fijos convencionales en la gama 5 850-7 075 MHzSerie FServicio fijoii Rec. UIT-R F.2011 Prl

2、ogo El Sector de Radiocomunicaciones tiene como cometido garantizar la utilizacin racional, equitativa, eficaz y econmica del espectro de frecuencias radioelctricas por todos los servicios de radiocomunicaciones, incluidos los servicios por satlite, y realizar, sin limitacin de gamas de frecuencias,

3、 estudios que sirvan de base para la adopcin de las Recomendaciones UIT-R. Las Conferencias Mundiales y Regionales de Radiocomunicaciones y las Asambleas de Radiocomunicaciones, con la colaboracin de las Comisiones de Estudio, cumplen las funciones reglamentarias y polticas del Sector de Radiocomuni

4、caciones. Poltica sobre Derechos de Propiedad Intelectual (IPR) La poltica del UIT-R sobre Derechos de Propiedad Intelectual se describe en la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI a la que se hace referencia en el Anexo 1 a la Resolucin UIT-R 1. Los formularios que deben utilizarse en la dec

5、laracin sobre patentes y utilizacin de patentes por los titulares de las mismas figuran en la direccin web http:/www.itu.int/ITU-R/go/patents/es, donde tambin aparecen las Directrices para la implementacin de la Poltica Comn de Patentes UIT-T/UIT-R/ISO/CEI y la base de datos sobre informacin de pate

6、ntes del UIT-R sobre este asunto. Series de las Recomendaciones UIT-R (Tambin disponible en lnea en http:/www.itu.int/publ/R-REC/es) Series Ttulo BO Distribucin por satlite BR Registro para produccin, archivo y reproduccin; pelculas en televisin BS Servicio de radiodifusin sonora BT Servicio de radi

7、odifusin (televisin) F Servicio fijo M Servicios mviles, de radiodeterminacin, de aficionados y otros servicios por satlite conexos P Propagacin de las ondas radioelctricas RA Radio astronoma RS Sistemas de deteccin a distancia S Servicio fijo por satlite SA Aplicaciones espaciales y meteorologa SF

8、Comparticin de frecuencias y coordinacin entre los sistemas del servicio fijo por satlite y del servicio fijo SM Gestin del espectro SNG Periodismo electrnico por satlite TF Emisiones de frecuencias patrn y seales horarias V Vocabulario y cuestiones afines Nota: Esta Recomendacin UIT-R fue aprobada

9、en ingls conforme al procedimiento detallado en la Resolucin UIT-R 1. Publicacin electrnica Ginebra, 2012 UIT 2012 Reservados todos los derechos. Ninguna parte de esta publicacin puede reproducirse por ningn procedimiento sin previa autorizacin escrita por parte de la UIT. Rec. UIT-R F.2011 1 RECOME

10、NDACIN UIT-R F.2011*Evaluacin de la interferencia causada por enlaces de pasarela de estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS) (HAPS-tierra) en el servicio fijo a los sistemas inalmbricos fijos convencionales en la gama 5 850-7 075 MHz (2012) Alcance Esta Recomendacin proporciona un mtodo para

11、 evaluar la interferencia causada por sistemas del servicio fijo (SF) que emplean enlaces de pasarela de estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS) (HAPS-tierra) a sistemas inalmbricos fijos convencionales en la gama 5 850-7 075 MHz, en respuesta al estudio tcnico solicitado por la Resolucin 73

12、4 (Rev.CMR-07). Este mtodo se emplea para determinar las reas en las que se rebasaran los valores especficos de I/N en un receptor del SF. Los resultados incluyen grficos y clculos de las zonas para diversos valores especificados de I/N. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a)

13、que la nueva tecnologa que emplea estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS) en la estratosfera se ha desarrollado a fin de proporcionar servicios de alta capacidad; b) que algunas administraciones prevn explotar los sistemas que utilizan las HAPS en las bandas atribuidas a tal efecto en el Cua

14、dro de atribucin de bandas de frecuencia o a travs de notas en el caso del servicio fijo; c) que, adems de dichos enlaces de servicio, existe un requisito para enlaces de pasarela que pueden conectar los enlaces de servicio a la red telefnica pblica conmutada (RTPC), a redes de datos en banda ancha,

15、 a sistemas de telefona celular y a operadores de radiodifusin sonora y de televisin; d) que la CMR-07 adopt la Resolucin 734 (Rev.CMR-07), en la que solicitaba a la UIT-R que llevara a cabo estudios de comparticin con el fin de identificar dos canales de 80 MHz cada uno para enlaces de pasarela de

16、las HAPS en la gama 5 850 a 7 075 MHz, en bandas ya atribuidas al servicio fijo, y garantizara la proteccin de los servicios existentes; e) que los servicios existentes utilizan ampliamente segmentos considerables de esta banda, recomienda que, en respuesta al estudio tcnico solicitado en el conside

17、rando d), se emplee la metodologa descrita en el Anexo 1 para evaluar la interferencia causada por enlaces de pasarela de las HAPS (HAPS-Tierra) en el servicio fijo a los sistemas inalmbricos fijos convencionales en la gama 5 850-7 075 MHz. *Esta Recomendacin se ha elaborado con arreglo al punto 1.2

18、0 del orden del da de la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones 2012 (CMR-12). Si la CMR-12 no identificara el espectro en esta banda para los enlaces de pasarela de estaciones en plataformas a gran altitud, esta Recomendacin se suprimir. 2 Rec. UIT-R F.2011 Anexo 1 Evaluacin de la interferencia

19、 causada por enlaces de pasarela de estaciones en plataformas a gran altitud (HAPS-tierra) en el servicio fijo a los sistemas inalmbricos fijos convencionales en la gama 5 850-7 075 MHz 1 Introduccin Este Anexo presenta un mtodo para determinar la relacin entre potencia de interferencia y potencia d

20、e ruido a la entrada de un receptor punto a punto del servicio fijo causada por el funcionamiento de enlaces descendentes de pasarela de las HAPS. ste es uno de los casos de interferencia que se deben examinar con arreglo al punto 1.20 del orden del da de la CMR-12. En el punto 2 se describen los pa

21、rmetros y modelos utilizados en el anlisis; el punto 3 describe los posibles criterios de I/N que se podran aplicar; en el punto 4 figura la metodologa, su aplicacin y la presentacin de los resultados obtenidos en el caso de plataformas de las HAPS que transmiten a una nica estacin de pasarela. El p

22、unto 5 examina la interferencia combinada cuando la plataforma HAPS transmite a mltiples estaciones de pasarela en tierra en una configuracin simtrica. En el punto 6 se estudia el efecto de otros parmetros en los resultados obtenidos. Los estudios del presente documento se centran en la banda 5 925-

23、6 875 MHz, ya que esta banda es ampliamente utilizada por el SF. 2 Descripcin del sistema y parmetros El sistema de HAPS examinado en el presente estudio proporciona comunicaciones a cinco estaciones de pasarela. La Fig. 1, extrada de la Recomendacin UIT-R F.1891, muestra la configuracin geomtrica d

24、el sistema. Las caractersticas de las seales transmitidas por el transmisor de la plataforma HAPS son las que figuran en la Recomendacin UIT-R F.1891 y se resumen en el Cuadro 1. Rec. UIT-R F.2011 3 FIGURA 1 Ejemplo de configuracin de estacin de pasarela HAPS e interferencia de la red HAPS interna F

25、.5-1006-01HAPS21 km1Estacin HAPS en tierra5 432NadirCobertura dezona urbanaEl dibujo no es a escala.Los ngulos aparecennotablemente distorsionadosSealdeseadaSealinterferenteSealinterferenet36 kmde radioCUADRO 1 Caractersticas del transmisor de la plataforma HAPS Parmetro Smbolo Valor Frecuencia (GHz

26、) 6,5 Potencia de transmisin (dBW) 22 Anchura de banda (MHz) 11 Densidad de potencia de transmisin (dBW/MHz) Pt 32,4 Perdidas del alimentador de transmisin (dB) 4,1 Mxima ganancia de antena (dBi) Gtmax30 Anchura de haz a 3 dB del haz principal (grados) 5,2 Ganancia del diagrama de antena de referenc

27、ia a h grados con respecto al mximo (dBi) Gh(h) Resolucin 221 (Rev.CMR-07) Altura de la plataforma HAPS (km) Ah21,0 En estos anlisis se examina la siguiente antena de HAPS: Sistema de antenas con arreglo a la Resolucin 221 (Rev.CMR-07): Diagrama de antenas que aparece en la Resolucin 221 (Rev.CMR-07

28、). El nivel del lbulo lateral prximo es de 25 dB por debajo de la ganancia del haz principal de 30 dBi. La ganancia en ngulos mayores de 63 a partir del eje del haz principal es de 43 dBi, como muestra la Fig. 2. No se ha fabricado ningn modelo de trabajo de una antena conforme a este diagrama, ni s

29、e ha llevado a cabo ninguna demostracin. 4 Rec. UIT-R F.2011 FIGURA 2 Diagrama de ganancia de una antena con arreglo a la Resolucin 221 con una mxima ganancia de 30 dBi F.5-1006-02402002040601020 304050607080 90ngulo (grados)Gananciade antena(dBi)para una antenade 30dBiDiagrama de antena de referenc

30、ia de la Resolucin 221Las caractersticas supuestas para el receptor del SF se resumen en el Cuadro 2. Estos valores estn en consonancia con los de la Recomendacin UIT-R F.758. CUADRO 2 Parmetros del SF Parmetro Smbolo Valor Frecuencia (GHz) fGHz 6,5 Mxima ganancia de antena (dBi) Grmax45,0 Ganancia

31、del diagrama de antena referencia a r grados con respecto al mximo (dBi) Gr(r) Recomendacin UIT-R F.699 Altura de la antena (km) Af0,060 ngulo de elevacin de la antena (grados) 0,0 Prdida del alimentador (dB) Lf 3,0 Temperatura de ruido del receptor (grados Kelvin) Teff725 Anchura de banda de refere

32、ncia (MHz) B 1,0 Nivel mnimo de ruido del receptor (dBW/MHz) NT140,0 Rec. UIT-R F.2011 5 La potencia de seal interferente en un receptor del servicio fijo se determina mediante la siguiente ecuacin: fbrrhhtrLLGGPI += )()(1) donde todos los trminos se han definido en los Cuadros 1 y 2 a excepcin de L

33、b, la prdida de propagacin, que se determina de la manera siguiente: )log(20)log(204,92kmGHzbdfL += (2) siendo dkmla longitud del trayecto de propagacin en kilmetros desde el transmisor de la plataforma HAPS hasta la antena receptora del SF. Se considera que la potencia de interferencia se propaga e

34、n un trayecto recto en el plano del crculo mximo determinado por las posiciones del transmisor HAPS, el receptor del SF y el centro de la Tierra, cuyo radio (8 504 km) se supone que es 4/3 de su valor real (6 378 km). Esto permite tener en consideracin el efecto de la refraccin atmosfrica. La relaci

35、n I/N que se emplea en este estudio es la diferencia entre el valor de la potencia de interferencia Irde la ecuacin (1) y la potencia de ruido NTdel Cuadro 2; ambos valores se dan en dBW/MHz. 3 Criterios de interferencia Antes de abordar las metodologas de simulacin, es necesario determinar los crit

36、erios de interferencia adecuados que se aplicarn en esta situacin de comparticin. Se considera que compete a cada administracin decidir qu criterios de interferencia utilizar el servicio fijo. De acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones, las HAPS son una aplicacin del servicio fijo; no obsta

37、nte, no est claro qu trato le dispensarn las administraciones. A efectos de la discusin, una estacin transmisora HAPS recibir, en el presente documento, el mismo trato que cualquier otra estacin transmisora del SF. Actualmente, no existe un valor acordado para la interferencia aceptable procedente d

38、e las HAPS. Si consideramos que el sistema HAPS entra en un entorno ampliamente utilizado por el SF y ya compartido con el SFS, todo nuevo sistema HAPS, si lo permite el nmero 4.15A del RR, debe contribuir al ruido de interferencia solamente de manera incremental. Suponiendo que la mxima contribucin

39、 total admisible de las fuentes interferentes al ruido total sea del 20%, podra atribuirse a las interferencias HAPS un 10% de aquella. Esto dara como resultado un criterio de I/N de unos 17 dB para los sistemas HAPS. Las administraciones pueden optar por otros mrgenes y atribuciones, pero una gama

40、de valores de I/N comprendida entre 10 y 20 dB parece la solucin ms interesante. A esta gama se le prestar la mayor atencin en lo sucesivo. Para cubrir todas las eventualidades, se han calculado los resultados para todos los valores de la relacin I/N comprendidos entre 0 y 20 dB. 4 Descripcin y apli

41、cacin de la metodologa I/N La I/N en un receptor del SF, utilizando los parmetros especificados en los Cuadros 1 y 2, depende de su posicin en el diagrama de la Fig. 1 y del acimut del eje del haz principal de su antena. Este punto examina el caso de una plataforma HAPS que transmite a una nica esta

42、cin de pasarela en la superficie de la Tierra. Todas las ubicaciones geogrficas se especifican a partir de su distancia de crculo mximo desde el punto de la superficie de la Tierra situado directamente debajo de la plataforma HAPS. En la terminologa de las HAPS, este punto suele describirse como nad

43、ir de las HAPS. En el presente Anexo, recibir el nombre de Punto de Subplataforma (SPP) HAPS. La otra coordenada necesaria para especificar una ubicacin geogrfica es el acimut del trayecto de crculo 6 Rec. UIT-R F.2011 mximo desde el SPP hasta el punto. Este ngulo se mide en el SPP HAPS, en sentido

44、inverso al de las agujas del reloj, desde el acimut hasta la estacin de pasarela. El mtodo descrito en este punto consiste en determinar las ubicaciones en las que los dos acimuts de puntera extremos de la antena del SF rebasarn un nivel de I/N determinado en cada ubicacin. En un caso, el acimut de

45、la antena receptora del SF se orienta hacia el SPP HAPS siguiendo la trayectoria del crculo mximo. En el otro, el acimut de la antena receptora del SF se orienta en sentido opuesto al SPP HAPS. Las zonas en las que se rebasar un valor determinado de la relacin I/N en el caso de la antena del SF orie

46、ntada hacia el SPP recibirn el nombre de zonas de coordinacin, ya que sera necesario llevar a cabo un proceso de coordinacin de la frecuencia para determinar si se supera la I/N para un receptor en concreto. La regin geogrfica, en caso de existir, en la que se rebasar el valor de la relacin de I/N e

47、n el caso de una antena del SF orientada en sentido contrario al SPP recibir el nombre de zona de exclusin, ya que no existe ningn ngulo de puntera para el que no se supere la I/N. En el sentido que se le da en el presente Anexo, una zona de exclusin es especfica de los parmetros del modelo y del va

48、lor de la relacin I/N elegido para un criterio de interferencia. El alcance radial de una zona de exclusin o coordinacin se determina trazando un trayecto de crculo mximo desde el SPP HAPS y determinando, en cada paso, si se ha alcanzado el lmite de una regin geogrfica I/N concreta. Este clculo numera zonas sucesivas para cada acimut en el que se ha rebasado un umbral de la relacin I/N. Todas las zonas elementales con un mismo nmero se consideran parte de la misma regin geogrfica compuesta. La Fig. 3 muestra los resultados de uno de estos clculos para un umbral de I/N de 20 dB utilizando el s