ITU-R S 1591 SPANISH-2002 Sharing of inter-satellite link bands around 23 32 5 and 64 5 GHz between non-geostationary geostationary inter-satellite links and geostationary geostati.pdf

1、 Rec. UIT-R S.1591 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1591 Comparticin de las bandas del servicio entre satlites alrededor de 23, 32,5 y 64,5 GHz, de los enlaces entre satlites no geoestacionarios/geoestacionarios y los enlaces entre satlites geoestacionarios/geoestacionarios (Cuestin UIT-R 265/4) (2002) La Asa

2、mblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que para los enlaces entre satlites (EES) en los sistemas de satlites geoestacionarios (OSG) se utiliza o se ha previsto utilizar las atribuciones de frecuencias al servicio entre satlites (SES) de 22,55-23,55 GHz, 24,45-24,75 GHz, 32,0-33,0 GH

3、z y 59,3-71,0 GHz; b) que para los EES entre satlites OSG y no OSG se utiliza o se ha previsto utilizar las atribuciones de frecuencias del SES de 22,55-23,55 GHz, 24,45-24,75 GHz, 32,0-33,0 GHz y 59,3-71,0 GHz; c) que actualmente el UIT-R no dispone de criterios ni de mtodos de clculo para evaluar

4、la posibilidad de compartir frecuencias entre los EES del tipo mencionado en el considerando b) y los EES del tipo mencionado en el considerando a); d) que los criterios y los mtodos de clculo mencionados en el considerando c) tal vez permitan a la Oficina de Radiocomunicaciones (BR) tramitar las so

5、licitudes presentadas de conformidad con el Apndice 4 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR), de espectro para EES del tipo mencionado en el considerando b); e) que las simulaciones descritas en el Anexo 1 demuestran que slo se observa interferencia significativa en un reducido nmero de casos en

6、tre EES del tipo mencionado en los considerando a) y b) que comparten la misma frecuencia, y en estos casos slo durante muy poco tiempo; f) que en el Anexo 1 tambin se demuestra que los niveles mximos de interferencia se observan cuando el EES no OSG/OSG coincide momentneamente con el plano ecuatori

7、al, y que, por tanto, es posible calcular manualmente estos niveles; g) que los considerandso e) y f) apuntan a la conveniencia de la comparticin de frecuencias entre los dos tipos de EES facilitada por coordinacin, y que en muchos casos no sera necesaria la coordinacin; h) que se puede verificar si

8、 la coordinacin es necesaria calculando las relaciones mnimas portadora/interferencia, C/I, y comparndolas con un simple umbral de relacin C/I, recomienda 1 la conveniencia de la comparticin de frecuencias entre un EES no OSG/OSG y un EES OSG/OSG, aun cuando puede existir la coordinacin en casos exc

9、epcionales; 2 que se aplique el mtodo descrito en el Anexo 2 para determinar si es necesaria la coordinacin; 2 Rec. UIT-R S.1591 3 que se efecte la coordinacin cuando la relacin mnima C/I en una anchura de banda de 1 MHz en cualquiera de los cuatro receptores del EES, calculada por el mtodo del Anex

10、o 2, sea inferior al valor C/N identificado para ese receptor en el punto C.8 e) del Apndice 4 del RR, + 3 dB o, inferior a 30 dB si no hubiera una relacin C/N; 4 que en los casos donde fuera necesaria la coordinacin, de conformidad con los recomienda 2 y 3, se utilice el Anexo 1 como orientacin par

11、a el trabajo de las partes coordinadoras. ANEXO 1 Anlisis de interferencia entre un EES no OSG/OSG y un EES OSG/OSG 1 Viabilidad de la comparticin de frecuencias entre los EES En general, los sistemas con EES en las bandas de microondas utilizan o se espera que utilicen antenas de 0,5 a 2 m de dimet

12、ro. La atribucin ms baja de frecuencias para el SES es 22,55 a 23,55 GHz, y en esta gama de frecuencias la ganancia de una antena de 0,5 m es de 39 dBi y su abertura de haz a potencia mitad es de unos 2. Para una antena ms grande o para frecuencias superiores, el valor de la abertura del haz puede s

13、er de una fraccin de grado. Como las antenas de los EES pueden apuntar en una gama angular amplia, se reducen las probabilidades de cuasiconjuncin con otros EES interferentes. Pocos sistemas han utilizado las atribuciones al SES en 2001. Es previsible que el nmero de estos sistemas aumente, aunque e

14、s probable que la introduccin de comunicaciones pticas en el espacio lo limite y, sea como sea, cabe prever que no ser tan alto como el nmero de sistemas con enlaces del servicio fijo por satlite (SFS), que estn compartiendo frecuencias sin problemas gracias a la coordinacin. La interferencia sufrid

15、a o provocada por un EES que utiliza un satlite no OSG depende de una geometra que es variable con el tiempo. Por tanto, slo se darn casos de interferencia significativa durante periodos breves en las situaciones de geometra ms desfavorable o muy prximas a ella. Durante el resto del tiempo, la discr

16、iminacin de antena ser importante en uno de los extremos del trayecto de interferencia, o en ambos, lo que reducir la potencia de interferencia. 2 Seleccin de los parmetros del EES para calcular estadsticas de interferencia A partir de un banco de datos de la BR, constituido mediante notificaciones

17、para asignaciones de espectro, se han obtenido los parmetros de transmisin de los EES de los dos tipos en las tres bandas de frecuencias correspondientes a varios satlites OSG MEASAT y de rbita terrestre baja (LEO) MEASAT (Malasia). Tambin se utiliz este banco de datos para obtener parmetros de enla

18、ces EES en 32 GHz correspondientes a los satlites de la serie LUXSAT (Luxemburgo), y de enlaces EES en 67 GHz correspondientes a los satlites de la serie SMO-GEO (Francia). Adems, se utiliz la informacin pertinente de las Recomendaciones UIT-R S.1151 (32,5 GHz), UIT-R S.1326 (banda de 51 GHz del SFS

19、) y UIT-R S.1327 (62,2 GHz) sobre los EES OSG/OSG. Rec. UIT-R S.1591 3 En la fecha de redaccin de esta Recomendacin, Estados Unidos de Amrica tiene varios sistemas espaciales con EES en la atribucin del SES entre 56 GHz y 65 GHz: USBL, USFD, USGAE, USGX, USLL y MILSTAR. Algunos de estos sistemas est

20、n en la fase de planificacin o de diseo, otros se estn desarrrollando y otros estn en explotacin. Estos sistemas utilizan las rbitas LEO, la rbita terrestre alta (HEO) y OSG. Las combinaciones orbitales de sus EES son, entre otras, OSG a OSG, LEO a OSG y de OSG a LEO, y HEO a OSG y de OSG a HEO. Por

21、 ltimo, para las caractersticas orbitales y otros datos pertinentes de los sistemas de satlites no OSG del SFS con tratamiento a bordo, que podran utilizar EES en las bandas consideradas se ha examinado la informacin de la Recomendacin UIT-R S.1328. Para que el estudio no se saliera de un marco prct

22、ico, se decidi analizar toda la informacin disponible y recopilar despus series de parmetros para un EES LEO/OSG, un EES de rbita terrestre media (MEO)/OSG y un EES OSG/OSG que, si bien son tericos, tienen las caractersticas habituales de los enlaces de los sistemas notificados. Se consideraron cuat

23、ro ejemplos del EES OSG/OSG y en el Cuadro 1 figuran los parmetros obtenidos. Se cre un modelo de la estrategia de traspaso al satlite ms cercano para el extremo no OSG de un enlace no OSG/OSG. El diagrama de antena objeto del modelo en cada caso corresponde a las definiciones de la Recomendacin UIT

24、-R S.672 (un solo alimentador, primer lbulo lateral a 25 dB). Se consider cada EES separadamente, es decir, sin tener en cuenta las ganancias de transmisin que acoplan un EES con el enlace anterior o el enlace posterior. No se cre ningn modelo para el caso de varios satlites de un sistema interferen

25、te que estuvieran transmitiendo simultneamente hacia el mismo satlite; se espera que los valores mnimos de la relacin C/I en este caso slo sean ligeramente inferiores a los valores del presente ejercicio; se dara con mayor frecuencia el caso de un valor mnimo de la C/I, pero en la prctica slo seguir

26、a aadiendo una pequea fraccin del tiempo. Sabiendo que la p.i.r.e. necesaria para un determinado EES depende, entre otras cosas, de la longitud del enlace, fue necesario calcular la p.i.r.e. separadamente para cada enlace, para lo cual se supuso una relacin C/N de funcionamiento de 15 dB a la entrad

27、a de cada receptor, de esta forma: p.i.r.e. 20 log (4 d/) + G 10 log (k T B) = 15 dB donde: d : longitud del trayecto (m) (mxima en el caso no OSG/OSG) : longitud de onda (m) G : ganancia en el eje de la antena de recepcin (dBi) k : constante de Boltzmann (228,6 dB(W/(Hz .K) T : temperatura de ruido

28、 del enlace medida en la entrada del receptor (K) B : anchura de banda de referencia (1 MHz). 4 Rec. UIT-R S.1591 CUADRO 1 Parmetros de enlaces caractersticos entre satlites en las bandas del SES por debajo de 71 GHz Tipo de EES LEO/OSG MEO/OSG OSG/OSG (A) OSG/OSG (B) OSG/OSG (C) OSG/OSG (D) Forma d

29、e la rbita Circular Altura orbital (km) 1 400 10 360 35 786 Nmero de planos orbitales 7 (+OSG) 4 (+OSG) 1 Nmero de satlites por plano 9 (+1 en OSG) 6 (+1 en OSG) 2 Inclinacin no OSG (grados) 48 82,5 0 Desplazamiento del nodo ascendente (grados) 25,714 45 0 Desplazamiento de la anomala verdadera (gra

30、dos) 0 No aplicable Longitud de los satlites OSG (E) 3 0 y 159,3 0 y 158,74 0 y 133,23 0 y 9,99 Fase relativa del plano adyacente (grados) 28,57 45 No aplicable Estrategia de traspaso Satlite LEO ms cercano Satlite MEO ms cercano No aplicable Mtodo de puntera del haz del satlite Seguimiento Fijo Dim

31、etro de la antena del EES (m) 1 Ganancia mxima de la antena del EES (dBi) 23 GHz 32,5 GHz 62,2 GHz 45,4 48,4 54,0 Diagrama de la antena del EES Recomendacin UIT-R S.672 LN= 25 dB Abertura del haz del EES (grados) 23 GHz 32,5 GHz 62,2 GHz 0,91 0,65 0,34 Longitud del EES (km) Variable, mxima 43 Variab

32、le, mxima 45 83 128 82 877 77 396 7 339 Relacin C/N a la entrada del receptor (dB) 15 p.i.r.e./MHz (dBW) 41,8 42,4 47,6 47,5 46,9 26,5 Temperatura de ruido del sistema EES (K) 700 Rec. UIT-R S.1591 5 3 Modelo de simulacin En la Fig. 1 se representan los detalles geomtricos de los cuatro enlaces EES

33、OSG/OSG. Se calcularon manualmente los niveles mximos de interferencia en los dos sentidos de transmisin, hacia adelante y hacia atrs, pero en este caso slo fue necesario establecer el modelo en un sentido de transmisin para verificar los resultados de estos clculos por simulacin. El modelo se cre p

34、ara simular las transmisiones del satlite, de SG1a SG2y de SN1a SN2, y, por tanto, la interferencia de SN1a SG2y de SG1a SN2. El satlite SN1, que no est representado explcitamente en la Fig. 1, se encuentra en la constelacin no geoestacionaria y cambia de vez en cuando segn la estrategia de seguimie

35、nto. 1591-01SG1CSG1BSG1ASG1DSG2SN2DABCOFIGURA 1Ejemplo de EES OSG/OSGRadioOSG42 162 kmRadio delpermetro MEO 16 736 kmRadio delpermetro LEO 7 776 kmEl extremo OSG de unenlace no OSG/OSGOA = 7 576 kmOB = 7 776 kmOC = 16 736 kmOD = 42 002 kmSG2OSG1A= 159,3SG2OSG1B= 158,7SG2OSG1C= 133,2SG2OSG1D= 10SN2OS

36、G2= 3EESOSG/OSG(B)EESOSG/OSG(A)EESOSG/OSG(C)EESOSG/OSG(D)6 Rec. UIT-R S.1591 Las simulaciones se hicieron con una separacin geocntrica de 3 entre un extremo de cada enlace OSG/OSG y el extremo OSG de cada enlace no OSG/OSG, dado que sta es la separacin mnima para la mayora de los sistemas OSG del SF

37、S que utilizan la misma frecuencia y que tienen la misma cobertura. As, SG2se situ en 0 y SN2en 3 W. En el caso del EES OSG/OSG(A), se adopt un valor de longitud de 159,3 E, para el satlite del otro extremo (SG1(A), que corresponde al EES ms largo que podra provocar interferencia de SG1(A) a SN2; si

38、 el EES fuera ms largo, la Tierra bloqueara el trayecto de interferencia. Se hizo que el EES OSG/OSG(B) fuese tangente al permetro orbital de la constelacin LEO, y que el EES OSG/OSG(C) fuese tangente al permetro orbital de la constelacin MEO. Se incluy un EES OSG/OSG(D) corto, con una variacin de l

39、ongitud de slo 10, para completar la configuracin. Este modelo permiti determinar 48 series de valores de la C/I en una sola simulacin, es decir: a) Interferencia del EES LEO/OSG al EES OSG/OSG(A) en cada una de las tres bandas del SES; b) Interferencia del EES LEO/OSG al EES OSG/OSG(B) en cada una

40、de las tres bandas del SES; c) Interferencia del EES LEO/OSG al EES OSG/OSG(C) en cada una de las tres bandas del SES; d) Interferencia del EES LEO/OSG al EES OSG/OSG(D) en cada una de las tres bandas del SES; e) Interferencia del EES MEO/OSG al EES OSG/OSG(A) en cada una de las tres bandas del SES;

41、 f) Interferencia del EES MEO/OSG al EES OSG/OSG(B) en cada una de las tres bandas del SES; g) Interferencia del EES MEO/OSG al EES OSG/OSG(C) en cada una de las tres bandas del SES; h) Interferencia del EES MEO/OSG al EES OSG/OSG(D) en cada una de las tres bandas del SES; i) Interferencia del EES O

42、SG/OSG(A) al EES LEO/OSG en cada una de las tres bandas del SES; j) Interferencia del EES OSG/OSG(B) al EES LEO/OSG en cada una de las tres bandas del SES; k) Interferencia del EES OSG/OSG(C) al EES LEO/OSG en cada una de las tres bandas del SES; l) Interferencia del EES OSG/OSG(D) al EES LEO/OSG en

43、 cada una de las tres bandas del SES; m) Interferencia del EES OSG/OSG(A) al EES MEO/OSG en cada una de las tres bandas del SES; n) Interferencia del EES OSG/OSG(B) al EES MEO/OSG en cada una de las tres bandas del SES; Rec. UIT-R S.1591 7 o) Interferencia del EES OSG/OSG(C) al EES MEO/OSG en cada u

44、na de las tres bandas del SES; p) Interferencia del EES OSG/OSG(D) al EES MEO/OSG en cada una de las tres bandas del SES. En cada una de estas simulaciones se representaron unos seis das de tiempo orbital, con incrementos de tiempo de un segundo, lo que significa que se calcularon cerca de 6 24 60 6

45、0 = 518 400 muestras de la C/I para cada uno de los 48 escenarios. Fue suficiente para obtener una funcin de distribucin acumulativa (FDA) uniforme en cada caso. 4 Resultados Se hizo inicialmente una simulacin con el modelo para el escenario de referencia, estando el satlite SN2situado a 3 W, es dec

46、ir con una separacin de 3 del satlite SG2, y los resultados se representaron en forma de distribucin temporal acumulada de los valores de la C/I. Como era de esperar, la interferencia variaba con el tiempo en todos los casos y esto confirma que el criterio de corto plazo es el apropiado para determi

47、nar la comparticin de frecuencias. Para la mayora de los enlaces incluso la interferencia a corto plazo era insignificante, y la relacin C/I no se aproxim nunca a un umbral probable de interferencia. El valor mnimo de la C/I se observ para la interferencia provocada por el EES MEO/OSG a 23 GHz en el

48、 EES OSG/OSG(B): 31,5 dB aproximadamente. A manera de ejemplo, en las Figs. 2 y 3 se han representado los resultados de este caso y del mejor caso (EES OSG/OSG(D). Tambin se prepararon los otros grficos (14 Figuras en cada uno con tres grficos). 1591-0220 28 36 6844 9252 8460 10076101102103104110210

49、C/I (dB)PorcentajedetiempoC/Ivaloreje deabcisas23 GHz32,5 GHz62,2 GHzFIGURA 2Interferencia provocada por un EES MEO/OSG en un EES OSG/OSG(B)8 Rec. UIT-R S.1591 1591-0390 92 94 10296 10898 106100 110104110210102101C/I (dB)PorcentajedetiempoC/Ivaloreje deabcisas23 GHz 32,5 GHz 62,2 GHzFIGURA 3Interferencia provocada por un EES