ITU-R SF 1481-1 SPANISH-2002 Frequency sharing between systems in the fixed service using high-altitude platform stations and satellite systems in the geostationary orbit in the fiand .pdf

1、 Rec. UIT-R SF.1481-1 1 RECOMENDACIN UIT-R SF.1481-1 Comparticin de frecuencias entre sistemas del servicio fijo que utilizan estaciones situadas en plataformas a gran altitud y sistemas de satlites geoestacionarios del servicio fijo por satlite que funcionan en las bandas 47,2-47,5 y 47,9-48,2 GHz

2、(Cuestiones UIT-R 251/4 y UIT-R 218/9) (2000-2002) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que se est desarrollando una nueva tecnologa en la que se utilizan estaciones de retransmisin de telecomunicaciones en plataformas a gran altitud situadas en puntos fijos de la estratosfe

3、ra (vase la Nota 1); b) que los sistemas que utilizan una o ms estaciones situadas en plataformas a gran altitud (HAPS) situadas en puntos fijos de la estratosfera pueden contar con atributos convenientes para las comunicaciones digitales de gran velocidad en banda ancha, incluyendo las de vdeo inte

4、ractivo y otras aplicaciones, con un potencial significativo de reutilizacin de frecuencias y capacidad de dar servicio a una gran densidad de usuarios; c) que dichos sistemas seran capaces de dar cobertura a regiones metropolitanas con grandes ngulos de elevacin y longitudes de trayecto reducidas,

5、as como a zonas rurales circundantes de pases vecinos con ngulos de elevacin reducidos, aunque sin disminucin de capacidad; d) que los servicios digitales de banda ancha que prestan dichos sistemas en el servicio fijo pretenden aportar infraestructuras de informacin para comunicaciones de amplio esp

6、ectro con el fin de promocionar la red de Infraestructura mundial de la informacin (GII); e) que se prev que los usuarios de estos servicios en zonas de grandes densidades de poblacin y empresariales sean ubicuos; f) que el espectro radioelctrico por encima de 30 GHz est atribuido a diversos servici

7、os de radiocomunicaciones y que muchos sistemas distintos utilizan ya o prevn utilizar estas atribuciones de bandas de frecuencias; g) que las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz estn atribuidas al servicio fijo por satlite (SFS), incluyendo los sistemas no geoestacionarios (no OSG) en el sentido T

8、ierra-espacio; h) que hay una demanda creciente de acceso a estas atribuciones; j) que conforme al nmero 5.552A del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) se ha previsto que la atribucin al servicio fijo en las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz, sea utilizada por las HAPS; k) que conforme a la Re

9、solucin 122 (Rev.CMR-2000), se insta a las administraciones a que faciliten la coordinacin entre sistemas HAPS del servicio fijo que funcionan en las bandas de 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz y otros servicios de radiocomunicaciones a ttulo primario y con igualdad de derechos en su territorio y territ

10、orios adyacentes; l) que, como los sistemas del servicio fijo que utilizan HAPS pueden utilizar toda la gama de ngulos de elevacin, la comparticin con el SFS puede presentar dificultades; 2 Rec. UIT-R SF.1481-1 m) que dichos sistemas situados en plataformas a gran altitual pudieran no presentar las

11、mismas dificultades de comparticin con los enlaces de conexin de la radiodifusin por satlite en las bandas del SFS; n) que debido a las grandes prdidas de difraccin en estas frecuencias, la interferencia puede reducirse aprovechando el apantallamiento local para reducir la radiacin de los lbulos lat

12、erales; o) que la Recomendacin UIT-R F.1500 describe un sistema tpico del servicio fijo que utiliza HAPS, recomienda 1 que para facilitar la comparticin de las bandas 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz, las estaciones terrenas del SFS utilicen antenas con dimetros de 2,4 m al menos u otros tipos de anten

13、a con caractersticas similares; 2 que al instalar terminales de usuario o estaciones cabeza de lnea del servicio fijo utilizando HAPS o estaciones terrenas del SFS se aproveche la topografa local o las construcciones a fin de maximizar el apantallamiento de la radiacin de los lbulos laterales, mante

14、niendo las caractersticas del sistema. Ello puede incluir el emplazamiento de las antenas en la altura mnima aceptable sobre el nivel del suelo; 3 que en las zonas en que un sistema HAPS pretenda ofrecer un servicio ubicuo, no se espere que la comparticin con las estaciones terrenas del SFS sea fact

15、ible, en general. Para el sistema HAPS tpico descrito en la Recomendacin UIT-R F.1500 con zonas de servicio simtricas alrededor del punto nadir de HAPS, se espera que el lmite del servicio ubicuo se encuentre en el borde exterior de la zona de cobertura suburbana, a unos 80 km del nadir; 4 que en la

16、 zona de cobertura rural, ms all de un radio de 80 km, no se prevea la prestacin de un servicio ubicuo y que podra ser viable la comparticin con las estaciones terrenas del SFS siempre que las estaciones terrenas del SFS tengan discriminacin angular suficiente entre la plataforma HAPS y el satlite S

17、FS. A menudo tal discriminacin angular slo se puede alcanzar si la estacin terrena del SFS se sita fuera de la regin de cobertura HAPS o si el eje de puntera del satlite del SFS est orientado fuera de la zona de cobertura de la HAPS; 5 que para las estaciones terrenas del SFS coubicadas y los termin

18、ales de usuario HAPS en la zona de cobertura rural, la distancia de separacin mxima tomando en cuenta el apantallamiento local sea de aproximadamente 30 km. Pero ello depende en gran medida de la geometra de las estaciones terrenas en relacin con los terminales de usuario y en muchos casos puede ser

19、 menor de 1 km; 6 que al analizar las posibilidades de comparticin entre sistemas del servicio fijo que utilizan HAPS y sistemas en el SFS, tal como se efecta en el Anexo 4, se utilicen provisionalmente la metodologa del Anexo 1 y la informacin de los Anexos 2 y 3 (vanse las Notas 2 a 5); 7 que se r

20、ealicen ms estudios para identificar hiptesis de funcionamiento y tcnicas de reduccin de la interferencia adicionales que podran facilitar la comparticin de frecuencias. NOTA 1 Se reconoce que los sistemas que utilizan HAPS tienen una aplicabilidad potencial a servicios de radiocomunicaciones divers

21、os tales como los mviles y los de radiodifusin. En esta Recomendacin la aplicacin se refiere al servicio fijo en las bandas 47,2-47,5 y 47,9-48,2 GHz. Rec. UIT-R SF.1481-1 3 NOTA 2 La informacin de los Anexos 2 y 3 se refiere a un sistema especfico que se est desarrollando. Se requieren nuevos estud

22、ios para desarrollar ampliamente criterios de interferencia aplicables. NOTA 3 Los parmetros de los enlaces de conexin del servicio de radiodifusin por satlite (SRS) citados en el Anexo 3 proceden del Informe UIT-R BO.2016. Los parmetros utilizados para los sistemas del SFS OSG se citan tambin en el

23、 Anexo 3. NOTA 4 Puede que sea necesario determinar la mxima densidad de flujo de potencia admisible en los satlites situados en la OSG debido a la interferencia combinada que causan los terminales de usuario situados en el suelo pertenecientes a las redes con plataformas a gran altitud. NOTA 5 La e

24、valuacin de la interferencia combinada puede mejorarse desarrollando un modelo de simulacin que tenga en cuenta las distribuciones geogrficas y las caractersticas de antena de los terminales situados en el suelo pertenecientes a las redes con plataformas a gran altitud. ANEXO 1 Metodologa para estud

25、iar la comparticin de frecuencias entre sistemas de gran densidad del servicio fijo que utilizan HAPS y el SFS 1 Introduccin Este Anexo presenta criterios de interferencia y los procedimientos de prediccin que deben utilizarse para los anlisis de comparticin entre los sistemas de gran densidad del s

26、ervicio fijo que utilizan HAPS y los sistemas del SFS. Las bandas de frecuencias consideradas son las de 47,2-47,5 GHz y 47,9-48,2 GHz. En la Recomendacin UIT-R F.1500 figuran las caractersticas de una red tpica que utiliza HAPS para aplicaciones del servicio fijo de gran densidad, y en el Anexo 2 s

27、e resumen los parmetros pertinentes. En el Anexo 3 figuran los parmetros de un sistema tpico para los enlaces de conexin del SRS OSG y para los sistemas del SFS OSG. 2 Procedimiento de clculo La densidad de la p.i.r.e. en una anchura de banda de referencia de 1 MHz puede calcularse a partir de la fr

28、mula siguiente: dB(W/MHz)log10 BLGPeriptft+= siendo: P : densidad de potencia a la salida del transmisor (dB(W/MHz) Gt: ganancia de la antena transmisora (dBi) Ltf: prdidas del alimentador de la antena (dB) B : anchura de banda. La Recomendacin UIT-R P.1409 ofrece los elementos que han de tenerse en

29、 cuenta al estimar las prdidas totales del trayecto. En la Recomendacin UIT-R SF.1395 figura tambin una frmula para la atenuacin atmosfrica. 4 Rec. UIT-R SF.1481-1 La densidad de potencia recibida esperada puede calcularse a partir de: 60)/4(log20log10 += dBLLLGLGPPparfrtftrdB(W/MHz) (1) siendo: Pr:

30、 densidad de potencia esperada de la portadora recibida (dB(W/MHz) P : densidad de potencia a la salida del transmisor (dB(W/MHz) Gt: ganancia de la antena transmisora (dBi) Ltf: prdidas del alimentador de la antena (dB) Gr: ganancia de la antena receptora (dBi) Lrf: prdidas del alimentador de la an

31、tena receptora (dB) La: absorcin atmosfrica para un ngulo de elevacin particular (dB) Lp: atenuacin debida a otros efectos de propagacin (dB) : longitud de onda (m) d : distancia (km). ANEXO 2 Caractersticas de un sistema tpico de red con plataforma a gran altitud 1 Sistema de la plataforma a gran a

32、ltitud La Recomendacin UIT-R F.1500 describe un sistema tpico. El sistema comprende una plataforma situada a gran altitud en un emplazamiento fijo nominal de la estratosfera, a una altura de 21-25 km. La comunicacin se establece entre la plataforma y los terminales de usuario situados en el suelo, s

33、egn una disposicin celular que permite una reutilizacin sustancial de frecuencias. Para la descripcin de los terminales de usuario se considera que stos estn en una de las tres zonas siguientes: coberturas de zona urbana, suburbana y rural. 1.1 Zonas de cobertura Las zonas de cobertura se definen en

34、 trminos del ngulo de elevacin entre el suelo y la HAPS. Los ngulos de depresin en la plataforma son muy similares. El Cuadro 1 da los ngulos y el alcance correspondiente en la cobertura del suelo, medido desde el nadir. CUADRO 1 Zonas de cobertura Extensin en el suelo (km) Zona de cobertura ngulos

35、de elevacin (grados) Plataforma a 21 km Plataforma a 25 km Zona urbana 90-30 0-36 0-43 Zona suburbana 30-15 36-76,5 43-90,5 Zona rural 15-5 76,5-203 90,5-234 Rec. UIT-R SF.1481-1 5 1.2 Estacin en plataforma El Cuadro 2 da las caractersticas tpicas del transmisor y de la antena para una estacin situa

36、da en una plataforma. Las comunicaciones con los terminales de usuario utilizarn la modulacin por desplazamiento de fase cuaternaria (MDP-4) con multiplexacin por divisin en el tiempo (MDT) y la comunicacin con las estaciones de cabecera utilizar la modulacin de alto nivel modulacin de amplitud en c

37、uadratura (MAQ-64). CUADRO 2 Parmetros del transmisor de la estacin situada en una plataforma 1.3 Terminales de usuario y estaciones de cabecera El Cuadro 3 ofrece los parmetros correspondientes de las estaciones situadas en el suelo. En el sentido ascendente, los terminales de usuario utilizarn una

38、 multiportadora con asignacin por demanda de acceso mltiple por divisin en tiempo (AMDT) y modulacin MDP-4, mientras que las estaciones de cabecera utilizarn tcnicas similares a las de la plataforma. CUADRO 3 Caractersticas del transmisor de la estacin situada en el suelo 1.4 Diagramas de radiacin d

39、e antena Los diagramas de radiacin de las antenas de la plataforma se ajustan a la Recomenda-cin UIT-R S.672. Comunicacin con Potencia del transmisor (dBW) Ganancia de la antena (dBi) Cobertura de zona urbana 1,3 30 Cobertura de zona suburbana 1,3 30 Cobertura de zona rural 3,5 41 Cabecera (cobertur

40、a de zona urbana) 0 35 Cabecera (cobertura de zona suburbana) 9,7 38 Comunicacin con Potencia del transmisor (dBW) Ganancia de la antena (dBi) Cobertura de zona urbana 8,2 23 Cobertura de zona suburbana 7 38 Cobertura de zona rural 1,5 38 Cabecera (cobertura de zona urbana) 1,7 46 Cabecera (cobertur

41、a de zona suburbana) 13,4 46 6 Rec. UIT-R SF.1481-1 ANEXO 3 Parmetros del sistema para el SFS 1 Parmetros del sistema para los enlaces de conexin del SRS 2 Parmetros del sistema de un enlace Tierra-espacio del SFS OSG Parmetros de los enlaces de conexin del SRS Modulacin MDP-4 Frecuencia (GHz) 48,2

42、Anchura de banda (MHz) 1 Antena transmisora (estacin terrena): Potencia (dB(W/MHz) 3 Ganancia (dBi) 57,7 Prdidas del alimentador (dB) 2,5 p.i.r.e. (dB(W/MHz) 58,2 ngulo de elevacin (grados) 55 Longitud del trayecto (km) 36 780 Prdidas en el espacio libre (dB) 217,4 Absorcin atmosfrica (dB) 1,2 Estac

43、in terrena Frecuencia del enlace ascendente (GHz) 47,2-50,2 Ganancia mxima de la antena (2,4 m/0,9 m) (dBi) 59,7/51,2 Diagrama de ganancia de la antena (dBi) 29 25 log mn = 10 Prdidas del alimentador de la estacin terrena (dB) 2,5 ngulo de elevacin mnimo (grados) 20 Densidad de potencia mxima (2,4 m

44、/0,9 m) (dB(W/MHz) 1,8/6,7 Densidad de p.i.r.e. mxima (2,4 m/0,9 m) (dB(W/MHz) 55,4/55,4 Satlite Ganancia mxima de la antena (dBi) 51,5 G/T del satlite (dB(K1) 23,4 Temperatura de ruido del sistema (K) 650 Apertura del haz (grados) 0,3 Nmero de haces 24 Rec. UIT-R SF.1481-1 7 ANEXO 4 Comparticin de

45、frecuencias entre los sistemas HAPS en el servicio fijo y las estaciones del SFS 1 Parmetros del sistema para HAPS en el servicio fijo Los parmetros utilizados en el estudio se obtuvieron de la Recomendacin UIT-R F.1500 y son los siguientes: CUADRO 4 Zonas de cobertura HAPS CUADRO 5 Parmetros del tr

46、ansmisor situado en las estaciones en plataformas CUADRO 6 Parmetros del transmisor situado en el terminal de usuario Zona de cobertura ngulos de elevacin (grados) Alcance en el suelo (km) (HAPS a 21 km) Zona urbana 90-30 0-36 Zona suburbana 30-15 36-76,5 Zona rural 15-5 76,5-203 Comunicacin con Pot

47、encia del transmisor (dBW) Ganancia de antena (dBi) Zona urbana 1,3 30 Zona suburbana 1,3 30 Zona rural 3,5 41 Comunicacin con Potencia del transmisor (dBW) Ganancia de antena (dBi) Zona urbana 8,2 23 Zona suburbana 7 38 Zona rural 1,5 38 8 Rec. UIT-R SF.1481-1 CUADRO 7 Criterios de interferencia pa

48、ra sistemas HAPS 1481-014030352025101505105183654729010812614162180GUAC()GSAC()Ganancia(dBi)FIGURA 1Diagramas de radiacin de antenas para terminales de usuario HAPS utilizando la Recomendacin UIT-R F.699ngulo con relacin al eje (grados)UAC: zona urbanaSAC: zona suburbana2 Consideraciones generales d

49、e los sistemas del SFS Existen una serie de sistemas del SFS que pueden funcionar en la banda de 47 GHz (enlace Tierra-espacio). Los parmetros proporcionados en el Cuadro 8 representan un sistema tpico del SFS OSG y se utilizaron como base para el anlisis. Terminal de usuario HAPS Criterio de interferencia (dB(W/M