ITU-R S 1068 SPANISH-1994 Fixed-satellite and radiolocation radionavigation services sharing in the band 13 75-14 GHz《在13 75-14 GHz波段的固定卫星和无线电定位 无线电导航业务》.pdf

1、 Rec. UIT-R S.1068 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1068*Comparticin entre el servicio fijo por satlite y los servicios de radiolocalizacin y radionavegacin en la banda 13,75-14 GHz (1994) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicac

2、iones para examinar la atribucin de frecuencias en ciertas partes del espectro (Mlaga-Torremolinos, 1992) (CAMR-92) atribuy la banda de frecuencias 13,75-14 GHz al servicio fijo por satlite (SFS) a ttulo primario; b) que esta banda tambin est atribuida a los servicios de radiolocalizacin y radionave

3、gacin a ttulo primario; c) que las restricciones del nmero S5.502 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) fueron impuestas a los SFS, de radiolocalizacin y de radionavegacin para que estos servicios pudieran compartir dicha banda; d) que en la antigua Resolucin N. 112 de la CAMR-92 se invitaba al

4、 UIT-R a que efectuara los estudios necesarios con respecto a los valores dados en el nmero S5.502 del RR y a que comunicara sus resultados; e) que las portadoras de TV-MF digitales y analgicas del SFS son sensibles a la interferencia causada por los radares; f) que se han efectuado estudios para av

5、eriguar los efectos de la interferencia de los radares en estos tipos de portadoras; g) que la p.i.r.e. media mxima de los radares existentes conocidos que funcionan en la banda 13,75-14 GHz es de 59 dBW, recomienda 1 que el valor mnimo de p.i.r.e. de 68 dBW de cualquier emisin de una estacin terren

6、a sea apropiado para la proteccin de las portadoras del servicio fijo por satlite frente a los radares existentes con una p.i.r.e. media mxima de 59 dBW; 2 que el dimetro mnimo de antena de estacin terrena de 4,5 m sea coherente con el requisito de p.i.r.e. mnima de 68 dBW para las redes del SFS y a

7、dems reduzca al mnimo las posibilidades de interferencia inaceptable en los servicios de radionavegacin y radiolocalizacin; 3 que el valor mximo de p.i.r.e. de 85 dBW de cualquier emisin procedente de una estacin terrena sea coherente con los valores mximos empleados en las redes del SFS; 4 que los

8、mtodos y criterios que se dan en el Anexo 1 se utilicen para calcular y estimar la interferencia causada por los radares a las redes del SFS; 5 que el diseo de nuevos transmisores para los servicios de radiolocalizacin y radionavegacin se deber ajustar a los criterios de comparticin del Anexo 1. _ *

9、La Comisin de Estudio 4 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin en 2001 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44 (AR-2000). 2 Rec. UIT-R S.1068 ANEXO 1 Criterios de comparticin entre los servicios de radiolocalizacin y radionavegacin y el servicio fijo por satli

10、te 1 Interferencia causada por los radares al servicio fijo por satlite Se efectuaron mediciones, que evidenciaron una interferencia muy grave causada por los radares que funcionaban en la banda, para evaluar su repercusin en algunas portadoras digitales del servicio fijo por satlite (SFS) as como e

11、n algunas portadoras de TV analgicas. 1.1 Mediciones de la interferencia en portadoras del SFS digitales La interferencia se midi en portadoras digitales del tipo IDR (velocidad de datos intermedia de Intelsat) de 2 Mbit/s, 8 Mbit/s y 45 Mbit/s, utilizando una relacin de 3/4 de correccin de errores

12、en recepcin (FEC). Se supuso que los radares interferidores funcionaban en una gama de frecuencias de repeticin de impulsos (PRF, Pulse Repetition Frequencies) de 1 kHz a 100 kHz. Se supuso tambin que la interferencia se produca en condiciones de atmsfera despejada, es decir, que el nivel de ruido e

13、n el enlace era muy bajo en comparacin con la interferencia y, por consiguiente, su repercusin era insignificante. Los resultados de las mediciones de la BER en funcin del ciclo de trabajo son los que se muestran en la Fig. 1 para las tres portadoras digitales medidas, con PRF = 1 kHz. Los resultado

14、s para otras PRF muestran un comportamiento similar. Teniendo en cuenta que la interferencia debida a los radares es un evento de corta duracin, resulta aceptable una degradacin de hasta BER = 106. Con los resultados de las mediciones se determi-naron los valores de la relacin C/I correspondientes a

15、 BER = 106y se convirtieron en valores cresta de p.i.r.e. de radar admisibles (p.i.r.e. de la portadora del SFS de 68 dBW, 74 dBW y 81,5 dBW para portadoras de 2 Mbit/s, 8 Mbit/s y 45 Mbit/s, respectivamente). En la Fig. 2 se muestra la envolvente compuesta de los resultados, junto con el lmite de (

16、59 log ) (dBW) impuesto por el RR. 1.2 Mediciones de la interferencia en portadoras de TV analgicas Se han registrado las relaciones C/I correspondientes a una interferencia apenas perceptible causada a una portadora de TV NTSC de 20 MHz para una PRF de 1 kHz, 10 kHz y 100 kHz y ciclos de trabajo de

17、 hasta 3% aproximadamente. La relacin portadora/ruido de la portadora de TV se fij en 18 dB. Los resultados se presentan en la Fig. 3. Por el mismo procedimiento que el indicado anteriormente para las portadoras IDR se obtuvo a continuacin una envolvente compuesta, que se presenta en la Fig. 4, de l

18、os valores de p.i.r.e. de cresta mximos admisibles de radar para una p.i.r.e. de portadora de TV de 77 dBW. 2 Criterios de comparticin Los criterios enunciados a continuacin se basan en el anlisis de los 3 y 4 y se ajustan a las emisiones de radar previstas procedentes de los radares descritos en el

19、 3. 2.1 Criterio a corto plazo para portadoras IDR digitales del SFS El criterio a corto plazo necesario para la comparticin entre portadoras digitales del SFS y radares se obtuvo como una envolvente de los valores de p.i.r.e. de cresta mximos admisibles de radares Rec. UIT-R S.1068 3 hacia satlites

20、 geoestacionarios del SFS, determinada para diferentes portadoras del SFS como se indica en el 1. La siguiente expresin da una buena aproximacin de la envolvente: (%)/)kHz(5,01log1559)dBW( += PRFeripp(1) Teniendo en cuenta el lmite de la p.i.r.e. de cresta de radar definido por el RR y el criterio f

21、ormulado ms arriba, el criterio a corto plazo de comparticin puede expresarse como: +aocualquierde99,996%delymescualquierde99,98%delmspara(%)/)kHz(0,51log1559100/(%)log1059(dBW)PRFeripp(2)tomando entre estos dos valores aqul que resulte menor. Los criterios se muestran en la Fig. 2. 2.2 Criterio a l

22、argo plazo para portadoras IDR digitales del SFS La plantilla de la Fig. 5 facilita el criterio a largo plazo para las portadoras IDR digitales del SFS con ciclos de trabajo de radar de hasta el 10% aproximadamente. La p.i.r.e. de cresta de radar en el punto A debe calcularse mediante la ecuacin (2)

23、. El porcentaje de tiempo en el punto A es: %)%MHz,36banda)deanchura(Para)MHz(%)36(%) TtBWBWTt = T = 0,004% es el margen anual total. Sin embargo, en el caso de una distribucin no uniforme de emisiones de radar a lo largo del ao, el porcentaje del mes ms desfavorable no exceder de 0,02%, siempre y c

24、uando se mantenga el margen anual total. 2.3 Criterio a corto plazo para portadoras de TV analgicas del SFS La siguiente expresin da una buena aproximacin de las p.i.r.e. de cresta mximas admisibles de radares hacia satlites geoestacionarios del SFS, presentadas en la Fig. 4 para ciclos de trabajo d

25、e hasta el 10% aproximadamente. p.i.r.e.p(dBW) = 52 (1,25) log PRF (kHz)(5 log (%) / 100) + + 30 log 1 + 0,001 PRF (kHz) / (%) (3) El criterio de comparticin a corto plazo para portadoras de TV analgicas puede expresarse como: +aocualquierde99,99%delymescualquierde99,98%delmspara)(%)/)kHz(0,0011log3

26、0100/(%)log51,2552100/(%)log1059(dBW)(kHz)logPRFeripPRFp(4)tomando entre estos dos valores aqul que resulte menor. 4 Rec. UIT-R S.1068 1068-01AB C D FA B C D EA B C DFG225 25 25 511011025 25 25 252511025 25 2510 310 410 510 610 710 210 110210 210 310 410 510 610 310 210 110 310 410 510 610 710 310 2

27、10 1Ciclo de trabajo, (%)Ciclo de trabajo, (%)Ciclo de trabajo, (%)c) Portadora IDR de 45 Mbit/sb) Portadora IDR de 8 Mbit/sa) Portadora de datos a velocidad intermedia de Intelsat (IDR) de 2 Mbit/sBERBERBERFIGURA 1BER en funcin del ciclo de trabajo para frecuencias de repeticin de impulsos (PRF) de

28、 1 kHzA: C/I = 15 dBB: C/I = 10 dBC: C/I = 5 dBD: C/I = 10 dBE: C/I = 4 dBF: C/I = 5 dBG: C/I = 6 dBRec. UIT-R S.1068 5 1068-029080706010125 25 25 25 2510 310 210 1102FBGHC DA IECiclo de trabajo, (%)p.i.r.e.impulsiva decresta(dBW)Nmero S5.502 del RRFIGURA 2Criterios de interferencia para portadoras

29、de IDRp.i.r.e. 59 + 15 log 1 + 0,5 PRF (kHz)/ (%) dBWPara portadoras IDR, de 2 a 45 Mbit/s,MDP-4, FEC con relacin 3/4, BER = 1 1066PRF = 11 KPRF = 11,5 KPRF = 13 KPRF = 16 KPRF = 10 KA:B:C:D:E:PRF = 115 KPRF = 130 KPRF = 160 KPRF = 100 KF:G:H:I:p.i.r.e. 59 10 log (%)/100 dBW (nmero S5.502 del RR)106

30、8-0320151050 5 1011025 25 25 2510 310 210 1Ciclo de trabajo, (%)C/I(dB)FIGURA 3Interferencia del radar en la TV analgica(Relacin C/I para interferencia apenas perceptible en TV NTSC de 20 MHz)A: PRF = 111 kHzB: PRF = 110 kHzC: PRF = 100 kHzB CA6 Rec. UIT-R S.1068 1068-048070605011025 25 25 25 2510 3

31、10 210 1102ACDFGB ECiclo de trabajo, (%)p.i.r.e.impulsiva decresta(dBW)Nmero S5.502 del RRFIGURA 4Criterios de interferencia para portadoras TV-MF analgicasPRF = 11 KPRF = 13 KPRF = 10 KPRF = 15 KA:B:C:D:PRF = 130 KPRF = 160 KPRF = 100 KE:F:G:p.i.r.e. 52 (1,25)log PRF (kHz) 5 log (%)/100 + 30 log 1

32、+ 0,001 PRF (kHz)/ (%) dBWPara interferencia apenas perceptible en portadoras TV-FM analgicasp.i.r.e. 59 10 log (%)/100 dBW (nmero S5.502 del RR)log PRF (kHz)2.4 Criterio a largo plazo para las portadoras de TV analgicas del SFS La plantilla de la Fig. 5 tambin se utilizar como criterio a largo plaz

33、o para portadoras de TV analgicas del SFS. La p.i.r.e. de cresta de radar en el punto A debe calcularse mediante la ecuacin (4). El porcentaje de tiempo en el punto A es: %)%MHz,36(Para)MHz(%)36(%) TtBWBWTt = T = 0,01% es el margen anual total. Sin embargo, en el caso de una distribucin no uniforme

34、de emisiones de radar a lo largo del ao, el porcentaje del mes ms desfavorable no exceder de 0,02%, siempre y cuando se mantenga el margen anual total. Rec. UIT-R S.1068 7 1068-05AB807060504011025 25 25 25 2510 310 210 1102Lnea recta de A a B45 dBW36 T/BW = 0,11 %t : Porcentaje de tiempo (36 T/BW) e

35、n que se excede la p.i.r.e. impulsiva de crestap.i.r.e.impulsiva decresta(dBW)FIGURA 5Plantilla de p.i.r.e. de cresta de radar de larga duracin para la proteccinde portadoras TV analgicas del SFS y portadoras IDR digitales del SFS3 Caractersticas de los radares que funcionan en la banda 3.1 Generali

36、dades Se observa que la clase de radares que representan la mxima probabilidad de interferencia para los trayectos ascendentes de las redes del SFS son los radares de superficie, la mayora de los cuales se encuentran en barcos. Estos radares tienen varios modos de funcionamiento, incluidos los de ex

37、ploracin y seguimiento, y utilizan diversos ciclos de trabajo (), frecuencias de repeticin de impulsos (PRF) y valores de p.i.r.e. de cresta. Los niveles ms altos de la interferencia causada a un satlite del SFS sern intermitentes y estarn presentes durante un pequesimo porcentaje del tiempo. Se han

38、 efectuado anlisis del porcentaje del tiempo en funcin de los niveles de p.i.r.e. de cresta, conforme se describe en los puntos siguientes. Se han analizado dos modelos, una situacin global y una situacin casi estacionaria. 3.2 Situacin global La p.i.r.e. de cresta en funcin del tiempo viene determi

39、nada por los siguientes factores: a) Diagramas de radiacin de lbulo principal de la antena )( /)sen(log20 = KKeriperipmxdBW (5) donde: : ngulo respecto a la direccin de ganancia de cresta, y K : constante adecuada para cada diagrama de radiacin. 8 Rec. UIT-R S.1068 Los niveles del primer lbulo later

40、al estn al menos 17 dB por debajo de la ganancia de cresta. La p.i.r.e. mxima es de 74 dBW en el modo de exploracin y de 79 dBW en el modo de seguimiento. Estos radares tienen varios diagramas de radiacin de antena. b) Modos de funcionamiento Para los modos de exploracin se define el funcionamiento

41、con respecto a los ngulos de acimut y de elevacin. Los radares se exploran en acimut por segmentos de elevacin. El tiempo por radar en cada segmento se suma para cada nivel de p.i.r.e. a fin de obtener el tiempo total durante el cual el satlite se encuentra dentro de un determinado contorno de p.i.r

42、.e. En el modo de seguimiento, se supone que los ngulos de acimut y de elevacin son aleatorios. c) Tiempos de funcionamiento del radar La finalidad y aplicacin de estos radares son tales que el porcentaje del tiempo durante el cual el radar funciona es muy pequeo en comparacin con el tiempo total. E

43、l tiempo medio por radar es inferior al 1% en el modo de exploracin, e inferior al 0,1% en el modo de seguimiento. Esto se aplica tanto a los radares en tierra como a los radares en barcos. d) Funcionamiento en la misma frecuencia Las asignaciones de frecuencias de radar son casi uniformes en los 60

44、0 MHz de la anchura de banda atribuida. As pues, la probabilidad de funcionamiento en la misma frecuencia para cada radar (Pc) se supone que es: Pc= BW / 600 (6) donde BW es la anchura de banda interferida (MHz) y es mayor que 2 MHz. e) Nmero y distribucin de los radares operacionales Se supone que

45、los radares estn uniformemente distribuidos en la superficie de la Tierra y que un tercio de los mismos son visibles desde un satlite (aproximadamente 200). Los resultados de la combinacin de los factores precedentes en el caso de la situacin mundial, incluyendo los modos de exploracin y de seguimie

46、nto, se muestran en la Fig. 6 para valores de p.i.r.e. de cresta comprendidos entre 57 dBW y 79 dBW y para una anchura de banda interferida de 36 MHz. Como los factores temporales son los que ms influyen en la probabilidad global, sta se expresa en forma de un porcentaje del tiempo. El porcentaje de

47、l tiempo puede considerarse proporcional a la anchura de banda. 3.3 Situacin casi estacionaria En lo que respecta a los radares instalados en barcos, es bastante corriente que los barcos estn agrupados. Debido a los problemas de interferencia mutua entre radares, las frecuencias estn muy separadas;

48、es decir, hay una sola frecuencia en un transpondedor de 72 MHz. Se supone que el radar funciona en la misma frecuencia, en la anchura de banda interferida, y que su ubicacin tiene un ngulo de elevacin muy pequeo con respecto al satlite. Esta es la condicin para las p.i.r.e. ms altas de los radares. Los resultados del anlisis de esta situacin se muestran tambin en la Fig. 6 para valores de p.i.r.e. comprendidos entre 57 dBW y 79 dBW. Este caso es aplicable tambin a un