ITU-R M 1747 SPANISH-2006 Protection of the Earth exploration-satellite service (EESS) (passive) in the band 1 400-1 427 MHz from unwanted emissions of MSS feeder links that may opspac.pdf

1、 Rec. UIT-R M.1747 1 RECOMENDACIN UIT-R M.1747Proteccin del servicio exploracin de la Tierra por satlite (SETS) (pasivo) en la banda 1 400-1 427 MHz contra emisiones no deseadas de los enlaces de conexin SMS que puedan operar en las bandas 1 390-1 392 MHz (Tierra-espacio) y 1 430-1 432 MHz (espacio-

2、Tierra) (2006) Cometido Esta Recomendacin indica los niveles de potencia de las emisiones no deseadas para la proteccin de satlites SETS (pasivo) que funcionan en la banda 1 400-1 427 MHz contra enlaces de conexin SMS (espacio-Tierra) que puedan operar en la banda 1 430-1 432 MHz y enlaces de conexi

3、n SMS (Tierra-espacio) que puedan operar en la banda 1 390-1 392 MHz. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la CMR-03 realiz una atribucin provisional a ttulo secundario al SFS para enlaces de conexin SMS, por medio del nmero 5.339A en las bandas 1 390-1 392 (Tierra-espac

4、io) y 1 430-1 432 MHz (espacio-Tierra); b) que estas atribuciones estn limitadas a su utilizacin por los enlaces de conexin de redes de satlites no geoestacionarios del servicio mvil por satlite con enlaces de servicio que funcionan por debajo de 1 GHz, aplicndose a ellas la Resolucin 745 (CMR-03);

5、c) que la banda de 1 400-1 427 MHz est atribuida al servicio de exploracin de la Tierra por satlite (SETS) (pasivo), a la radioastronoma y a los servicios de investigacin espacial (pasivo) a ttulo primario en todas las Regiones y que el nmero 5.340 se aplica tambin a la banda de 1 400-1 427 MHz; d)

6、que la Resolucin 745 (CMR-03) invita a realizar estudios de compatibilidad, incluida la medicin de las emisiones provenientes de equipos que se emplearan en los sistemas de explotacin, para validar el que los sistemas SMS que utilizan esta banda cumplen con todos los requisitos para la proteccin de

7、los servicios pasivos en la banda de frecuencias 1 400-1 427 MHz; e) que la banda de frecuencias 1 400-1 427 MHz es muy adecuada para los SETS (pasivo), para la medicin de la humedad del suelo, la salinidad de la superficie marina y la biomasa vegetal; f) que la Recomendacin UIT-R RS.1029 contiene l

8、os criterios de proteccin para los SETS (pasivos); g) que la Recomendacin UIT-R M.1184 provee las caractersticas tcnicas de los sistemas mviles por satlite en las bandas de frecuencias inferiores a 3 GHz para su utilizacin en el desarrollo de criterios para la comparticin por el servicio mvil por sa

9、tlite (SMS) y otros servicios; La presente Recomendacin fue elaborada conjuntamente por las Comisiones de Estudio 7 y 8 de Radiocomunicaciones, y toda futura revisin ser tambin acometida conjuntamente. 2 Rec. UIT-R M.1747 h) que los estudios para los enlaces de conexin SMS (Tierra-espacio), segn apa

10、recen en los Anexos 1 y 2, llegaron a la conclusin de que el criterio ms adecuado para proteger el SETS (pasivo) sera una especificacin de densidad espectral de potencia no deseada aplicable a las estaciones de los enlaces de conexin del SMS en la banda de frecuencias 1 400-1 427 MHz; j) que resulta

11、 aconsejable tomar un margen de alrededor de 2 dB por encima de los resultados obtenidos para una probabilidad de interferencia del 0,05%, a fin de tomar en cuenta el hecho de no haberse podido estudiar ms que un nmero limitado de combinaciones de enlace de conexin y sensor pasivo, y que las caracte

12、rsticas reales de los SMS pueden diferir ligeramente de las que se tomaron como hiptesis para los estudios, observando a) que la reduccin de las emisiones no deseadas a los niveles exigidos para la proteccin adecuada de los servicios pasivos en la banda de frecuencias 1 400-1 427 MHz es factible uti

13、lizando tcnicas de procesamiento de banda de base para combinaciones tpicas de velocidades de datos y tcnicas de modulacin, sin un filtro especfico posterior al amplificador; b) que puede utilizarse un filtro posterior a un amplificador de potencia adicional en aquellos casos en los cuales el proces

14、amiento de banda de base a que se hace referencia en el observando a) no alcanza a cumplir con los niveles exigidos de emisiones no deseadas; c) que el nivel de emisiones no deseadas en la entrada a la antena del enlace de conexin del satlite SMS necesario para proteger el RAS est por debajo del niv

15、el indicado en el recomienda 1 (vase la Recomendacin UIT-R M.1748), recomienda 1 que, a fin de proteger el servicio de exploracin de la Tierra por satlite (pasivo) en la banda de frecuencias 1 400-1 427 MHz, las emisiones no deseadas de los enlaces de conexin SMS no debern superar los siguientes niv

16、eles de potencia en la banda de frecuencias 1 400-1 427 MHz: 63 dBW a la entrada de la antena de la estacin terrenal para los enlaces de conexin SMS (Tierra-espacio) que funcionan en la banda de frecuencias 1 390-1 392 MHz; 46 dBW a la entrada de la antena de la estacin terrenal para los enlaces de

17、conexin SMS (espacio-Tierra) que funcionan en la banda de frecuencias 1 430-1 432 MHz. Anexo 1 Proteccin de los sensores del servicio de exploracin de la Tierra por satlite (pasivo) en la banda de frecuencias de 1 400-1 427 MHz contra los enlaces de conexin del servicio mvil por satlite que puedan o

18、perar en el SFS a alrededor de 1 400 MHz 1 Caractersticas tcnicas de los satlites del SETS con sensor pasivo Las frecuencias cercanas a 1 400 MHz son las ms adecuadas para medir la humedad del suelo, la salinidad de la superficie del mar y la biomasa vegetal. La NASA est desarrollando actualmente un

19、 instrumento para medir la salinidad de la superficie del mar (la misin Aquarius), la cual reunir mediciones en toda la banda de microondas pasiva bajo anlisis (1 400 a 1 427 MHz). La NASA est tambin desarrollando un instrumento para medir la humedad del suelo (la misin HYDROS) en la banda de 1 400

20、a 1 427 MHz. En el Cuadro 1 se presentan las caractersticas tcnicas de los satlites con sensor pasivo Aquarius e HYDROS. Rec. UIT-R M.1747 3 Los objetivos cientficos de Aquarius son observar y crear un modelo de los procesos que relacionan las variaciones de la salinidad con los cambios del clima en

21、 el ciclo total del agua, y comprender cmo afectan estas variaciones a la circulacin general en los ocanos. El objetivo cientfico de HYDROS es medir la humedad del suelo, que constituye una variable clave del ciclo hidrolgico con un efecto significativo sobre la evaporacin, la infiltracin y el escur

22、rimiento. HYDROS utiliza una antena de exploracin con un ngulo de desplazamiento de 40 respecto al nadir. En la Fig. 1 se muestra el diagrama de ganancia de la antena de HYDROS. Aquarius utiliza una configuracin de radimetro de barrido transversal de tres haces, donde cada haz de sensor tiene un dia

23、grama de ganancia similar al de HYDROS. Cada haz representa un nico pxel con un tiempo de integracin medio de 10 s. CUADRO 1 Parmetros de los sensores pasivos de Aquarius e HYDROS Parmetro Aquarius HYDROS Ganancia de cresta de antena (para cada haz) 31,1 dBi 35 dBi Anchura de banda de 3 dB (para cad

24、a haz) 5,5 2,6 Polarizacin de la antena Horizontal y vertical Horizontal y vertical Haz 1 Transversal a la trayectoria: 37,2A lo largo de la trayectoria: 4,8 Haz 2 Transversal a la trayectoria: 28,9A lo largo de la trayectoria: 9,5 Puntera de la antena (grados con relacin al nadir) Haz 3 Transversal

25、 a la trayectoria: 20,7A lo largo de la trayectoria: 4,8 40 del nadir La antena explora alrededor del nadir a 6 rpm con un tiempo de muestreo de 72 ms/clula rbita Altitud 600 km Inclinacin 98 Altitud 670 km Inclinacin 98 Anchura de banda del receptor (3 dB) 25 MHz 27 MHz Nivel de interferencia admit

26、ido 174 dB(W/27 MHz) 174 dB(W/27 MHz) Porcentaje del tiempo durante el cual se puede rebasar la interferencia 0,1% 0,1% 4 Rec. UIT-R M.1747 FIGURA 1 Diagrama de antena de HYDROS 2 Caractersticas tcnicas del sistema SMS Las bandas de frecuencias de 1 390-1 392 MHz y 1 430-1 432 MHz estn siendo consid

27、eradas para los enlaces de conexin entre satlites no geoestacionarios del servicio mvil y estaciones terrenales fijas en todo el mundo. Esos enlaces de conexin transmitiran y recibiran datos desde y hacia una constelacin de satlites SMS. Adems, transportaran funciones de telemedida, seguimiento y ma

28、ndo. Para este estudio se tomaron en cuenta, como se muestra en el Cuadro 2, cuatro constelaciones SMS que comprenden 128 satlites. Los parmetros de las constelaciones L, M, Q y S se obtuvieron del Anexo 2 de la Recomendacin UIT-R M.1184. El nmero y la inclinacin de los satlites de la constelacin Q

29、fueron ligeramente modificados a fin de hacer que esta constelacin fuera coherente con los sistemas planeados reales. El nmero de satlites de que consta la constelacin Q fue reducido de 32 a 26 para este estudio y la inclinacin de 24 de los 26 satlites se increment de 51 a 66. CUADRO 2 Caracterstica

30、s de la constelacin SMS Recomendacin UIT-R M.1184 Constelacin L Constelacin M Constelacin S Constelacin Q Nmero de satlites 48 48 6 26 Altura (km) 950 825 775 692 1 000 Inclinacin (grados) 50 45 0 70, 108 98 66 83 Planos orbitales 8 3 1 2 2 6 2 Satlites por plano 6 8 3 4 1 Rec. UIT-R M.1747 5 En los

31、 Cuadros 3 y 4 se describen, respectivamente, las caractersticas de los enlaces de conexin Tierra-espacio y espacio-Tierra del SMS que se utilizaron en este estudio. Se supuso que las caractersticas de los enlaces de conexin eran idnticas para las cuatro constelaciones de SMS, y se obtuvieron de est

32、udios de comparticin anteriores del UIT-R. CUADRO 3 Caractersticas del enlace de conexin Tierraespacio Parmetro Valor Nmero de estaciones terrenas 15 por constelacin SMS, 60 en total Ubicaciones de las estaciones terrenas Distribuidas por el mundo para cada constelacin Ganancia de cresta de la anten

33、a de transmisin 30 dBi Anchura del haz de 3 dB 5 Ganancia mnima 1,5 dBi Diagrama de la antena R R, Apndice 8, Anexo III Polarizacin de la antena Circular dextrgira Puntera de la antena Sigue al satlite ms prximo a elevaciones entre 5 y 90 Potencia de transmisin 10 V por cada 100 kHz Atenuacin de lne

34、a 1 dB Modulacin MDMG(1), MDP-4 desplazada(2), MDP-8(2), MAQ-16(2)Anchura de banda del canal 100, 300, 855 kHz (1)Banda de base gaussiana filtrada con BTb= 0,5. (2)Banda de base raz cuadrada del coseno filtrada con BTs= 1,0. CUADRO 4 Caractersticas del enlace de conexin espacioTierra Parmetro Valor

35、Ganancia de cresta de la antena de transmisin Vase Fig. 2 Ganancia mnima 6 dB Diagrama de la antena Circular dextrgira Polarizacin de la antena Fija, rea de cobertura de aproximadamente 4 000 km de dimetro Orientacin de la antena 1 vatio por cada 100 kHz Potencia de transmisin 1 dB Atenuacin de lnea

36、 MDMG(1), MDP-4 desplazada(2), MDP-8(2), MAQ-16(2)Modulacin 100, 300, 855 kHz (1)Banda de base gaussiana filtrada con BTb= 0,5. (2)Banda de base raz cuadrada del coseno filtrada con BTs= 1,0. 6 Rec. UIT-R M.1747 El diagrama de la izquierda en la Fig. 2 muestra el diagrama de ganancia de la antena de

37、l enlace de conexin con polarizacin circular del satlite SMS no OSG, que se utiliza en este anlisis tanto para transmisin como para recepcin. En el diagrama de la derecha en la Fig. 2 se muestra el diagrama de ganancia de la antena de la estacin terrenal SMS. Este diagrama est tomado del Apndice 8,

38、Anexo III del Reglamento de Radiocomunicaciones. Cada constelacin SMS est apoyada por 15 estaciones terrenales distribuidas alrededor del mundo en ubicaciones representativas, con lo cual se obtiene un total de 60 estaciones terrenales. FIGURA 2 Diagrama de la antena de recepcin y transmisin del sat

39、lite SMS no OSG (izquierda) y diagrama de la antena de recepcin y transmisin de la estacin terrena (derecha) 3 Anlisis de interferencia 3.1 Generalidades El modelo de interferencia dinmico incluye cuatro sistemas SMS con 128 vehculos espaciales y 60 estaciones terrenas. El modelo de simulacin permit

40、i calcular las funciones de distribucin acumulativas (CDF) de la potencia de la interferencia cocanal producida por una combinacin de los enlaces ascendentes y descendentes de un determinado sistema SMS, y una combinacin de todos los enlaces ascendentes y descendentes de todos los sistemas SMS en la

41、 entrada del receptor del sensor pasivo. A cada paso de la simulacin el modelo calcul la potencia combinada en la salida de un nico haz de la antena del sensor generada por todos los enlaces ascendentes y descendentes SMS, visibles y activos, y estos resultados fueron clasificados en intervalos de r

42、esolucin de 1,0 dB para poder trazar la CDF. En las simulaciones se utilizaron intervalos de tiempo de un segundo para Aquarius e intervalos de tiempo de 50 ms para HYDROS, a fin de asegurar una superposicin adecuada con el tiempo de muestreo por clula de los haces del sensor. Las simulaciones se ej

43、ecutaron durante un tiempo correspondiente a 14 das en tiempo real. El nivel de potencia de interferencia I (dBW) a la salida de la antena del sensor pasivo se calcul por medio de la ecuacin (1): ()atmrttLLGRfGLPI pl += )log(2044,32log10 (1) siendo: tP : potencia de transmisor interferente (V) lL :

44、atenuacin de lnea del transmisor Rec. UIT-R M.1747 7 tG : ganancia de la antena interferente en la direccin de la estacin vctima (dBi) f : frecuencia de recepcin de la estacin vctima (MHz) R : distancia oblicua entre el interferente y la estacin vctima (km) rG : ganancia de antena de la estacin vcti

45、ma en la direccin del interferente (dBi) pL : prdida por discriminacin de polarizacin atmL : prdida por absorcin atmosfrica (dB). Se tom un valor de 0 dB como valor de la atenuacin debida a la absorcin atmosfrica (aire seco y vapor de agua). Se tom un valor de 1,4 dB para la prdida por discriminacin

46、 de polarizacin resultante de una antena de sensor pasivo con polarizacin lineal y una antena de SMS con polarizacin circular. En estos clculos se supuso que todos los enlaces SMS trabajan a la misma frecuencia y se encuentran dentro de la anchura de banda del sensor pasivo. Todas las simulaciones s

47、e realizaron a una frecuencia de 1 400 MHz y se utilizaron niveles de potencia de transmisin vinculados a una anchura de banda de canal de 100 kHz. Cabe sealar que los grficos de CDF para las anchuras de canal 300 kHz y 855 kHz indicaran niveles de interferencia ms elevados en funcin del efecto de e

48、scala de los niveles de potencia de transmisin de los enlaces Tierra-espacio y espacio-Tierra como funcin de la anchura de banda del canal. A fin de determinar la potencia fuera de banda de los enlaces de conexin SMS en la banda de frecuencia 1 400-1 427 MHz, se utilizaron tcnicas de modelado y de simulacin para distintos esquemas de simulacin y anchuras de banda de canal. El modelo de simulacin se valid en primer lugar contrastndolo con la informacin de las mediciones de los equipos de MDMG, generndose luego datos de densidad espectral de potencia a tra