Recomendación UIT-R M (03/2006)

Transcripción

1 ecomendacón UIT- M (3/26) Metodología de evaluacón de la ntefeenca cocanal paa detemna la dstanca de sepaacón ente un sstema que utlza estacones stuadas en platafomas a gan alttud y un sstema celula paa la povsón de sevcos IMT-2 ee M evcos móvles, de adodetemnacón, de afconados y otos sevcos po satélte conexos

2 ec. UIT- M Pólogo El ecto de adocomuncacones tene como cometdo gaantza la utlzacón aconal, equtatva, efcaz y económca del especto de fecuencas adoeléctcas po todos los sevcos de adocomuncacones, ncludos los sevcos po satélte, y ealza, sn lmtacón de gamas de fecuencas, estudos que svan de base paa la adopcón de las ecomendacones UIT-. Las Confeencas Mundales y egonales de adocomuncacones y las Asambleas de adocomuncacones, con la colaboacón de las Comsones de Estudo, cumplen las funcones eglamentaas y polítcas del ecto de adocomuncacones. Polítca sobe Deechos de Popedad Intelectual (IP) La polítca del UIT- sobe Deechos de Popedad Intelectual se descbe en la Polítca Común de Patentes UIT-T/UIT-/IO/CEI a la que se hace efeenca en el Anexo 1 a la esolucón UIT- 1. Los fomulaos que deben utlzase en la declaacón sobe patentes y utlzacón de patentes po los ttulaes de las msmas fguan en la deccón web donde tambén apaecen las Dectces paa la mplementacón de la Polítca Común de Patentes UIT-T/UIT-/IO/CEI y la base de datos sobe nfomacón de patentes del UIT- sobe este asunto. ees de las ecomendacones UIT- (Tambén dsponble en línea en ees BO B B BT F M P A A F M NG TF V Título Dstbucón po satélte egsto paa poduccón, achvo y epoduccón; películas en televsón evco de adodfusón sonoa evco de adodfusón (televsón) evco fo evcos móvles, de adodetemnacón, de afconados y otos sevcos po satélte conexos Popagacón de las ondas adoeléctcas ado astonomía stemas de deteccón a dstanca evco fo po satélte Aplcacones espacales y meteoología Compatcón de fecuencas y coodnacón ente los sstemas del sevco fo po satélte y del sevco fo Gestón del especto Peodsmo electónco po satélte Emsones de fecuencas patón y señales hoaas Vocabulao y cuestones afnes Nota: Esta ecomendacón UIT- fue apobada en nglés confome al pocedmento detallado en la esolucón UIT- 1. Publcacón electónca Gneba, 21 UIT 21 esevados todos los deechos. Nnguna pate de esta publcacón puede epoducse po nngún pocedmento sn peva autozacón escta po pate de la UIT.

3 ec. UIT- M ECOMENDACIÓN UIT- M * Metodología de evaluacón de la ntefeenca cocanal paa detemna la dstanca de sepaacón ente un sstema que utlza estacones stuadas en platafomas a gan alttud y un sstema celula paa la povsón de sevcos IMT-2 (23-26) Cometdo En esta ecomendacón se pesenta una metodología paa evalua la ntefeenca cocanal y la dstanca de sepaacón ente un sstema con estacones base stuadas sobe estacones stuadas en platafomas a gan alttud (HAP) paa IMT-2 y un sstema celula con estacones base stuadas en tea que popoconan sevcos IMT-2. En el Anexo 1 se descbe una metodología paa evalua la ntefeenca cocanal que se poduce desde una estacón base HAP y desde estacones base celulaes haca una estacón móvl del sstema celula y que popoconan sevcos IMT-2. Paa establece la dstanca de sepaacón ente un sstema HAP y un sstema celula se utlza como cteo la elacón (C/I). Paa evalua la ntefeenca en un sstema celula se utlza un modelo smplfcado de una vesón amplada del modelo de Hata. En el Anexo 2 se ncluye un eemplo de cálculo de la dstanca de sepaacón ente un sstema HAP y un sstema celula. En los Apéndces 1 y 2 se descbe cómo se obtenen las ecuacones utlzadas paa los cálculos de ntefeenca del Anexo 1 y el dagama de adacón de efeenca de la antena, espectvamente. La Asamblea de adocomuncacones de la UIT, consdeando a) que se está desaollando una nueva tecnología que utlza estacones stuadas en platafomas a gan alttud (HAP) en la estatosfea; b) que la CM-2 establecó dsposcones elatvas a la utlzacón de HAP paa popocona sevcos IMT-2 en las bandas MHz, MHz y MHz en las egones 1 y 3 y en las bandas MHz y MHz en la egón 2; c) que la esolucón 221 (CM-3) nstaba a que se ealzaan estudos sobe la compatcón ente HAP y otas estacones dento de las IMT-2, tenendo en cuenta la compatbldad de las HAP utlzadas paa IMT-2 con algunos sevcos con atbucones en bandas adyacentes; d) que, de confomdad con el númeo 5.388A del eglamento de adocomuncacones (), las HAP pueden se utlzadas como estacones base de la componente teenal de IMT-2 en las bandas de fecuencas MHz, MHz y MHz en las egones 1 y 3 y en las bandas MHz y MHz en la egón 2; la utlzacón de las HAP como estacones base paa aplcacones IMT-2 no excluye la utlzacón de dchas bandas po cualque estacón de los sevcos a los que éstas están atbudas y en elacón con los cuales el eglamento de adocomuncacones no establece podades, * Esta ecomendacón debe señalase a la atencón de la Comsón de Estudo 9 de adocomuncacones.

4 2 ec. UIT- M ecomenda 1 que se utlce la metodología ncluda en el Anexo 1 como guía paa detemna la dstanca de sepaacón ente los sstemas HAP y los sstemas celulaes destnados a popocona sevcos IMT-2 en las bandas de fecuencas del consdeando b). NOTA 1 En elacón con los paámetos típcos de un sstema HAP paa los estudos de compatcón ente HAP IMT-2 y un sevco celula en las bandas de fecuencas del consdeando b), debe hacese efeenca a la ecomendacón UIT- M Anexo 1 Metodología de evaluacón de la ntefeenca cocanal paa detemna la dstanca de sepaacón ente un sstema que utlza HAP y un sstema celula paa la povsón de sevcos IMT-2 1 Intoduccón La ecomendacón UIT- M.1456 popocona un límte de la densdad espectal del fluo de potenca (defp) cocanal de las emsones de HAP y los límtes de la defp fuea de banda de emsones desde HAP sobe la supefce de la Tea, así como equstos de caldad de funconamento de las HAP paa la poteccón de estacones móvles teestes y estacones fas que funconan en las bandas adyacentes a las utlzadas paa la tansmsón desde las HAP. n embago, en el dseño de un sstema celula debe tenese en cuenta la ntefeenca que se poduce po la exstenca de múltples usuaos en el sstema así como las ntefeencas poducda po otos sevcos, sendo la efcenca espectal funcón de la ntefeenca pocedente de la msma célula y de células adyacentes. En esta ecomendacón se popoconan dectces paa estma los efectos de la ntefeenca cocanal en un sstema celula teenal IMT-2, cuyas estacones de base estén stuadas en toes, poducda po un sstema HAP IMT-2 que sea explotado, consdeando dos fuentes de ntefeenca: la ntefeenca pocedente de la popa célula y de una célula adyacente del sstema celula, así como la ntefeenca poducda po una HAP IMT-2. Debdo a que la ntefeenca de una HAP IMT-2 está basada en el dagama de adacón de las antenas stuadas en las HAP de la ecomendacón UIT- M.1456, dcho dagama de adacón se utlza paa evalua la potenca ntefeente de un sstema celula de foma que pueda obtenese la potenca ntefeente total. La ntefeenca sobe una estacón móvl del sstema celula pocedente de estacones base del sstema celula y de una estacón de base HAP, se evalúa medante la elacón (C/I), utlzando paámetos del sstema HAP tales como el númeo de usuaos po célula, el ado de la célula y la potenca de tansmsón. Paa cada uno de los casos analzados, se detemnan los valoes óptmos paa dchos paámetos del sstema HAP IMT-2 de foma que éste sea compatble con el sstema celula. Esta ecomendacón popocona dectces a los poveedoes de sevco IMT-2 que utlcen dchos sstemas, que pemten evalua la dstanca de sepaacón ente un sstema HAP IMT-2 y un sstema IMT-2 celula.

5 ec. UIT- M Modelo del sstema 2.1 stemas HAP IMT-2 Las HAP se han desaollado de confomdad con la ecomendacón UIT- M.1457 paa pemt la povsón de sevcos IMT-2 en las bandas de fecuencas MHz, MHz y MHz en las egones 1 y 3, y en las bandas de fecuencas MHz y MHz en la egón 2. Además, el dagama de adacón de la antena de la HAP utlzada como estacón base de un sstema IMT-2 debeá cumpl lo sguente: 2 Gm 3( ψ / ψb) db paa ψ ψ1 Gm + LN db paa ψ1 < ψ ψ2 G ( ψ) = (1) X 6 log( ψ) db paa ψ2 < ψ ψ3 LF db paa ψ3 < ψ 9 G(ψ): G m : gananca a un ángulo ψ a pat de la deccón del haz pncpal (db) gananca máxma en el lóbulo pncpal (db) ψ b : mtad de la abetua angula a 3 db en el plano de nteés (3 db po debao de G m ) (gados) L N : nvel del lóbulo lateal póxmo (db) con especto a la gananca de cesta equeda po el dseño del sstema, cuyo valo máxmo es 25 db L F = G m 73 db nvel de lóbulo lateal leano (db) ψ 1 = ψ L N / 3 gados ψ 2 = b 3,745ψb gados X = G m + L N + 6 log( ψ2) db X L F ψ 3 = 1 6 gados. La anchua del haz a 3 db (2ψ b ) se estma de nuevo medante: ψ b = gados, 1G 1 m dondeg es la gananca de cesta de abetua (db). m 2.2 Modelo de popagacón Paa el sstema celula se consdea un modelo smplfcado de una vesón amplada del modelo de Hata, mentas que paa el sstema HAP se utlza el modelo de péddas en espaco lbe. El modelo de péddas en espaco lbe es adecuado paa un ángulo de elevacón elevado, debéndose utlza con pecaucón paa ángulos de elevacón baos hasta que se desaolle un modelo meo paa sstemas HAP, momento en que se debeá evsa esta metodología.

6 4 ec. UIT- M Modelo smplfcado de una vesón amplada del modelo de Hata e utlza de foma genealzada una vesón amplada del modelo de Hata de la ecuacón (2) paa modela los canales de adocomuncacones de un sstema celula en una zona ubana cuya antena de estacón base se encuente a una altua de 3 m y la antena de la estacón móvl a 1,5 m de altua. L =, ,9 log ( F) + 35,2 log ( ) (2) L: pédda del tayecto (db) F: fecuenca (MHz) : dstanca (km). Tal como se muesta en la ecuacón (3), en edes celulaes teenales genealmente se utlza la ley de péddas de tayecto de la cuata potenca como modelo smplfcado de la vesón amplada del modelo de Hata con el obeto de smplfca la obtencón de la ecuacón. L =, ,9 log ( F) + 4 log ( ) (3) Modelo de péddas en espaco lbe L =,4 + 2 log ( F) + 2 log ( ) (4) L: pédda del tayecto (db) F: fecuenca (MHz) : dstanca (km). 3 Análss de la elacón C/I en una estacón móvl celula y C/I necesaa paa detemna la dstanca de sepaacón ente el sstema HAP y el sstema celula 3.1 Análss de la elacón C/I en una estacón móvl celula La Fg. 1 muesta el modelo que descbe la ntefeenca que ecbe una estacón móvl celula pocedente de estacones de base celulaes y de una estacón de base HAP. e supone que la estacón móvl celula ntefeda está stuada en el punto más cecano a la zona de sevco de la HAP, tal como se muesta en la Fg. 1. La potenca ntefeente ecbda en dcha estacón móvl celula puede obtenese medante la ecuacón (5), tenendo en cuenta la ntefeenca pocedente de estacones de base celulaes y de la estacón de base HAP (véase el Apéndce 1). Debdo a que la estacón móvl celula se encuenta stuada en el límte de la zona de cobetua del sstema celula, se supone despecable la ntefeenca dento de la popa célula. N G c ( ϕ ) n c G hn hn hnm 4 2 I = I + = Cellula IHAP Kc1 dnm Khhndh 1 (5) n= 1 m= 1 m= 1

7 ec. UIT- M α : : M : l : facto de actvdad de la voz en un sstema celula potenca del enlace decto de la estacón celula de base al usuao stuado en el límte de la célula (mw) númeo de usuaos po célula del sstema celula pédda del tayecto del sstema celula po km c n : númeo de células ntefeentes en el n-ésmo nvel del sstema celula ( = 2 n + 1, sendo n un númeo enteo) N: númeo de enlaces (de ntefeenca) c hn : númeo de haces ntefeentes HAP en el n-ésmo nvel a una dstanca de (2N-1) (ado de la célula HAP) en tono al peímeto de la célula víctma que se consdea d nm : dstanca ente la estacón móvl del sstema celula y las estacones de base celulaes (km) d h : dstanca ente la estacón móvl del sstema celula y la estacón de base HAP (km) ϕ hnm : hn : G : G hn : ángulo ente la estacón móvl celula y la deccón del haz de la célula sevda po la estacón de base HAP (gados) potenca del enlace decto HAP de la estacón de base HAP al usuao del extemo de la célula HAP stuada en el n-ésmo nvel (mw) gananca de antena de la estacón de base en el sstema celula gananca de la antena expesada en la ecuacón (1) con aeglo al nvel que se consdee K K c h αml = 3 = α h M l h h α h : M h : l h : facto de actvdad vocal en el sstema HAP númeo de usuaos del sstema HAP po célula pédda del tayecto po klómeto del sstema HAP.

8 6 ec. UIT- M La elacón C/I de una estacón móvl celula puede obtenese medante la ecuacón (6). G 4 PF 1 1 ( ) l C / I = (6) I P F ( ): : : potenca tansmtda dedcada a un enlace de usuao a una dstanca dstanca ente la estacón de base celula y el usuao celula -ésmo ado de la célula del sstema celula (km). 3.2 Valo de C/I equedo paa detemna la dstanca de sepaacón En esta ecomendacón, la dstanca de sepaacón se defne como la dstanca desde el contono de cobetua de la HAP hasta el contono de cobetua de la célula más cecana que puede da sevco a la estacón móvl celula ntefeda. La compatcón de especto ente un sstema HAP y un sstema celula paa la povsón de sevcos IMT-2 en zonas adyacentes, exge establece una dstanca de sepaacón adecuada. La C/I equeda en una sstema AMDC celula se expesa medante la ecuacón (7): E = b ( C/ I) b eq (7) I Bc

9 ec. UIT- M E b : I : b : B c : enegía/bt potenca ntefeente/hz bts/s anchua de banda del canal de adocomuncacones (Hz). Anexo 2 Eemplo de cálculo de la dstanca de sepaacón ente un sstema HAP y un sstema celula paa la povsón de sevcos IMT-2 1 Paámetos paa el cálculo de C/I En el Cuado 1 se ncluyen los paámetos y valoes utlzados paa calcula la C/I en una estacón móvl celula consecuenca de la ntefeenca poducda po una estacón de base HAP y po estacones de base celulaes. CUADO 1 Paámetos paa el cálculo de C/I Paámeto Valo Fecuenca (MHz) 1 95 Númeo de usuaos po célula celula 5 Númeo de enlaces (de ntefeenca) 5 ado de la célula del sstema celula (km) 1 Potenca de tansmsón po usuao del sstema celula (mw) 1 Alttud de HAP (km) 2 ado de la zona de cobetua de la célula HAP (km) 55 Facto de actvdad vocal (α ),375 Facto de actvdad vocal del sstema HAP (α h ),375 E b /I, b y B c son 4,5 db, 8 kbt/s y 1,25 MHz, espectvamente, y la elacón equeda C/I, (C/I) eq, que se obtene medante la ecuacón (7) es de 17,438 db. La elacón C/I obtenda medante la ecuacón (7) se utlza como cteo paa detemna la dstanca de sepaacón ente el sstema HAP y el sstema celula paa sevcos IMT-2.

10 8 ec. UIT- M Cálculo de la dstanca de sepaacón Paa el análss de la ntefeenca de un sstema celula, en este eemplo se utlza un valo de C/I de 17,4 db como cteo paa el dseño nteno de la elacón C/I del sstema celula teenal y que se utlza con el fn de detemna la dstanca de sepaacón ente el sstema HAP y el sstema celula. Dcho cteo consttuye un límte paa el funconamento de una estacón móvl, el cteo nomalmente utlzado es más exgente. El númeo de enlaces de ntefeenca puede se de hasta 5, debdo a que la ntefeenca adconal es despecable paa un númeo supeo a 5. La gananca máxma de la antena de la estacón de base HAP se consdea adecuada en funcón del ado de la célula HAP. A pat de la ecuacón (5) y de las consdeacones anteoes, el valo de C/I como funcón de la dstanca de sepaacón se muestan en las Fgs. 2, 3 y 4 paa la vesón amplada del modelo smplfcado de Hata, tenendo en cuenta el númeo de usuaos po celula, la potenca de tansmsón y el ado de la celda paa HAP, espectvamente.

11 ec. UIT- M

12 1 ec. UIT- M En la Fg. 2 se muesta la elacón C/I como funcón de la dstanca de sepaacón, tenendo en cuenta el númeo de usuaos HAP po célula. Los valoes de C/I en una estacón móvl celula son nfeoes al umbal de 17,4 db en el punto de contacto ente ambos sstemas. Cuando la potenca de tansmsón HAP po usuao es de 1 mw y el ado de la célula HAP es de 2 km, son necesaas dstancas de sepaacón ente ambos sstemas de 7,2; 8,8; 1,8 y 14,1 km paa un númeo de usuaos HAP po célula de 5, 1, 2 y 5 espectvamente, tal como se muesta en el Cuado 2. En la Fg. 3 se muesta la elacón C/I como funcón de la dstanca de sepaacón, tenendo en cuenta la potenca de tansmsón HAP po usuao. Los valoes de C/I en una estacón móvl del sstema celula son nfeoes al valo umbal en el punto de contacto ente ambos sstemas. Cuando el númeo de usuaos HAP po célula es de 5 y el ado de la célula HAP es de 2 km, las dstancas de sepaacón ente ambos sstemas deben se 7,2; 11,5; 14,1 y 17,4 km paa una potenca de tansmsón po usuao de 1, 5, 1 y 2 mw espectvamente, tal como se muesta en el Cuado 3. En la Fg. 4 se muesta la elacón C/I en funcón de la dstanca de sepaacón, tenendo en cuenta el ado de la célula HAP. Los valoes de C/I en una estacón móvl celula son funcón del ado de la célula HAP. Cuando el númeo de usuaos HAP po célula es de 5 y la potenca de tansmsón po célula es de 1 mw, las dstancas de sepaacón ente ambos sstemas deben se de 8,3; 7,2 y 5 km paa ados de célula HAP de 4, 2 y 1 km espectvamente, tal como se muesta en el Cuado 4.

13 ec. UIT- M En el eemplo del cálculo, y con C/I = 17,4 db, la C/I que exstía asumendo exclusvamente un desplegue celula (es dec, sn HAP) seía de apoxmadamente 8 db, lo que sgnfca que se dspone de un magen sgnfcatvo paa la ntefeenca extena. En el segundo eemplo de cálculo, se supone que el valo de C/I está lmtado a 12 db. CUADO 2 Dstanca de sepaacón en funcón del númeo de usuaos HAP po célula Usuaos HAP po célula C/I = 17,4 (db) Dstanca de sepaacón (km) C/I = 12 (db) 5 7,2 1,6 1 8,8 12,9 2 1,8 15,9 5 14,1 2,9 CUADO 3 Dstanca de sepaacón en funcón de la potenca de tansmsón Potenca HAP (mw) C/I = 17,4 (db) Dstanca de sepaacón (km) C/I = 12 (db) 1 7,2 1,6 5 11, ,1 2,9 2 17,4 25,7 CUADO 4 Dstanca de sepaacón en funcón del ado de la célula HAP ado de célula HAP (km) C/I = 17,4 (db) Dstanca de sepaacón (km) C/I = 12 (db) 1 5 7,1 2 7,2 1,6 4 8,3 16,1

14 12 ec. UIT- M Apéndce 1 al Anexo 1 Estmacón de la ntefeenca ente un sstema HAP y un sstema celula 1 Intefeenca sobe una estacón móvl celula 1.1 Intefeenca pocedente de una estacón de base celula La potenca de tansmsón de la estacón de base, consdeando leyes de contol de potenca smplfcadas, vene dada po: ) ( F P = < < 4 4 paa paa (8) : ado de la célula del sstema celula : dstanca a la estacón móvl -ésma en una célula P F ( ): potenca tansmtda desde el emplazamento de una célula hasta el usuao celula -ésmo. ea P c la potenca meda tansmtda desde la estacón de base del sstema celula. De acuedo con la ley de contol de potenca de la ecuacón (8), P c expesada po la ecuacón (9): + α ρ = + πα ρ = π = α ρ π d d 2 d 2 ) ( F c P P (9) ρ : densdad de usuaos, 2 M π = ρ entonces P c puede escbse como: + α = c M P (1) la gama en el punto de uptua =,55, entonces 1 1,

15 ec. UIT- M Po lo tanto, la ecuacón (1) se convete en: αm P c = (11) 3 La ntefeenca total que una estacón de base poduce sobe una estacón móvl del sstema celula vene dada po: N cn G G N α c 4 4 = 1 1 = Ml n I Cellula lpc dnm 1 1 dnm = 1 = 1 3 n m n= 1 m= 1 (12) 1.2 Intefeenca pocedente de una estacón de base HAP La potenca po célula en el n-ésmo nvel que tansmte una estacón de base HAP, Ph se expesa medante la ecuacón (13). Paa pone a escala el msmo nvel de potenca ecbda en el extemo de la célula de cada egón de sevco, había que supone que la potenca de tansmsón po usuao en la zona de sevco es la sguente: hn = ( 1 1 P hn = α M (13) h hn h ( G/1) 2 l 1 dh l ( G /1) 4 h 1 hn Gh( n 1) /1) 2 dhn ( Ghn /1) 2 dh( n 1), n = 1 h( n 1), n 2 hn : potenca del enlace haca adelante paa el usuao que se encuenta en el extemo de la célula HAP stuada en el nvel n-ésmo d hn : dstanca de una estacón de base HAP a una estacón móvl HAP en el n-ésmo nvel stuada en el punto más póxmo de cobetua celula. La ntefeenca total que una estacón de base HAP poduce sobe una estacón móvl celula vene dada po: IHAP N c Ghn ( ϕhnm ) N c Ghn ( ϕhnm ) hn hn 2 2 = α lhph 1 1 dh hm hlhdh hn 1 1 (14) n= 1 m= 1 n= 1 m= 1 = d h = h : h s : 2 2 h h s + dstanca desde el nad de la HAP hasta la estacón móvl celula alttud de la HAP.

16 14 ec. UIT- M Apéndce 2 al Anexo 1 Dagamas de adacón de las antenas 1 Dagama de adacón de efeenca utlzado (ecomendacón UIT- M.1456) En la Fg. 5 se muestan las caacteístcas del dagama de adacón de efeenca consdeado, paa ganancas de antena máxmas de 23 db, 35 db y 5 db, espectvamente.