ESTUDIO DE LA COEXISTENCIA DE LOS SERVICIOS IMT ......Revisión de marco teórico Revisión de casos...
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ESTUDIO DE LA COEXISTENCIA DE LOS SERVICIOS IMT Y FIJO POR SATÉLITE EN LA BANDA DE 3.5 GHZ
PARA COLOMBIA
ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO
Convenio Especial de Cooperación
ANE - ESCUELA 034 - 2019
Ing. Guillermo Teuta Gómez – Director del proyecto
X Congreso internacional de Espectro
Noviembre 9 de 2020
Grupo de investigadores
Ing. Germán Darío Castellanos Tache.
Investigador
Ing. Guillermo Teuta Gómez.
Director e investigador
Ing. Hernán Paz Penagos.
Investigador
Ing. María Fernanda Montero Molina.
Coinvestigadora
Prof. Wout Joseph.
Asesor internacional, U. Gante (Bélgica)
Ing. Luis Felipe Riaño Galeano.
Asistente de investigación
Contenido
1. Problemática y justificación
2. Objetivo general
3. Metodología del proyecto de investigación
4. Resultados de las simulaciones y la emulaciones
5. Comparación de metodologías
6. Observaciones, recomendaciones y trabajos futuros
Problemática y justificación
▪ La demanda de espectropara IMT dentro del rango de3300 a 4200 MHz estáaumentando para soportar lascomunicaciones de 5G.
▪Cuando las Administracionesutilizan bandas para nuevosservicios, existe la posibilidadde generar interferenciasentre los servicios nuevos y losya existentes.
Cronograma Plan 5G
Fuente: MINTIC, 2019
Problemática y justificación
Sub-bandas identificadas para IMT para la banda3300-3700 MHz, Región 2
Canalización de la banda de 3300 a 3700 MHz
Fuente: UIT-R M.1036-6, 2019.
Fuente: ANE, 2019.
Atribución banda 3600 MHz en Colombia
Fuente: ITU-R WP 5D, 2019.
Objetivo general
Realizar un estudio de lacoexistencia de los servicios MÓVIL yFIJO POR SATÉLITE (FSS) en la banda3500 a 3700 MHz, realizandosimulaciones y pruebas delaboratorio que aporten informacióntécnica relacionada con losparámetros de protección entredichos servicios para el uso futuro deesta banda con servicios IMT de 5Generación.
Metodología de investigación
Fase 1. Estudios teóricos
▪ Revisión de marco teórico▪ Revisión de casos internacionales▪ Identificación de escenarios
Esquema para escenarios
de convivencia ** Reporte UIT.R -M 2292-0. Según Tabla 4. Parámetros para la banda entre 3-6 GHz.
Propuesta de escenarios de interferencia entre servicios LTE-A Y FSS
Macro celda suburbana (0.3 - 2 Km, 0.6 Km Típ. Edificaciones hasta 3 pisos, vegetación ligera, grandes avenidas)**
Estación LTE-A y FSS terrenal (4)
Usuario LTE-A y estación terrenal (2)
Estacion Satelital y usuario LTE-A (2)
Usuario LTE-A y estación terrenal (2)
Macro celda urbana (150 - 600 m, 300 m Tip. Avenidas tráfico motorizado ligero y edificios altos)**
Estación LTE-A y FSS terrenal (4)
Estacion Satelital y usuario LTE-A (2)
Pico celda urbana - Indoor (< 100m depende de cobertura y capacidad interior. C. comerciales, aeropuertos, etc)**
Estación LTE-A y FSS terrenal (4)
Usuario LTE-A y estación terrenal (2)
Usuario LTE-A y estación terrenal (2)
MODO TDD/FDD
Estacion Satelital y usuario LTE-A (2)
Micro celda urbana - Outdoor (50-200 m, 100 m Tip. Gran concentración de edificios altos, estadios, parques)**
Estación LTE-A y FSS terrenal (4)
Fase 2. Estudios técnicos
▪ Simulaciones ICS Telecom▪ Pruebas de laboratorio (emulación)▪ Análisis de resultados▪ Validación▪ Recomendaciones
Árbol de simulaciones
Escenarios seleccionados
Parámetros generales para las estaciones LTE-A y FSS
(1) Report ITU.R M.2292. (2) Resolution 774/2018 ANE. (3) Central frequency variable from 3655 to 3718. (4) SES-6 2016. (5) DVB-S2. (6) Earth station Performance
Requirements.
Parámetro LTE-A eNB LTE-A UE FSS Satélite FSS Terrena
Señal LTE-A TDD LTE-A TDD DVB-S2 DVB-S2
Potencia nominal (dBm)l43 Suburbano40 Urbano (1)(2) 26(1)(2) 40 -
Ganancia antena TX (dBi) 18(1) 0(1) 50(4) 0
Ganancia antena RX (dBi) 18(1) 0(1) 50(4) +6.2, -1.6, -8.6(6)
Ángulo de diferencia de interferencia (⁰)
- - - 11, 22, 42
Pérdidas Tx y Rx (dB) 0 0 2 0
E.I.R.P (dBm)61 Suburbano
58 Urbano26 90 -
Frecuencia (MHz) 3664-3718(3) 3664-3718(3) 3718(4) 3718(4)
Altura de antena (m) 30 1.5 35800000±0.03% 10
Ancho de banda (MHz) 20(1) 20(1) 36(5) 36(5)
Rx Threshold (dBuV/m) 2.33 7.33 0.1 0.1
KTB (dBm) -101 -101 -104.3 -104.3
Ángulos de la señal interferente asociados a la ganancia de la antena de FSS
Parámetros de evaluación de interferencia
Matriz de resultados Escenario A1(Parámetro de evaluación TD)
Distancias de protección para los escenarios A1, A2, B1 y B2
Generación y combinación de señales en SystemVue (emulaciones)
Señal interferida (víctima)
Señal interferente
Resultados emulación A1
(Ptx=20w, 43 dBm)
Ángulo de la antena FSS de 11°
Ángulo de la antena FSS de 22°
Distancias de protección y bandas de guarda (emulaciones A1 y B1)
Comparación de metodologías
Se desarrollaron tres métodos deevaluación de interferencia los cualesdependen de una variedad deparámetros que deben ser tenidos encuenta a la hora de determinar laaplicabilidad de los resultados de cadauno de ellos:
▪ Simulaciones en ICS Telecom.
▪ Emulaciones con software SystemVue.
▪ Análisis estocástico de CNI basado enla densidad espectral de potencia.
Consolidación de resultados escenarios A1 y B1
100
1.000
10.000
100.000
1.000.000
(-28) - 0 MHz 1 - 5 MHz 6 - 10 MHz 11 - 15 MHz 16 - 20 MHz 21 - 26 MHz
Cocanal Canal Adyacente
Dis
tan
cia
de
pro
tecc
ión
[m
]
Resultados comparativos de DP para ángulo 11⁰
Sim A1 11⁰ Est A1 11⁰ Emu A1 11⁰ Sim B1 11⁰ Est B1 11⁰ Emu B1 11⁰
100
1.000
10.000
100.000
1.000.000
(-28) - 0 MHz 1 - 5 MHz 6 - 10 MHz 11 - 15 MHz 16 - 20 MHz 21 - 26 MHz
Cocanal Canal Adyacente
Dis
tan
cia
de
pro
tecc
ión
[m
]
Resultados comparativos de DP para ángulo 22⁰
Sim A1 22⁰ Est A1 22⁰ Emu A1 22⁰ Sim B1 22⁰ Est B1 22⁰ Emu B1 22⁰
Consolidación de resultados escenarios A1 y B1
100
1.000
10.000
100.000
1.000.000
(-28) - 0 MHz 1 - 5 MHz 6 - 10 MHz 11 - 15 MHz 16 - 20 MHz 21 - 26 MHz
Cocanal Canal Adyacente
Dis
tan
cia
de
pro
tecc
ión
[m
]
Resultados comparativos de DP para ángulo 42⁰
Sim A1 42⁰ Est A1 42⁰ Emu A1 42⁰ Sim B1 42⁰ Est B1 42⁰ Emu B1 42⁰
Consolidación de resultados escenarios A1 y B1
Observaciones
• De los resultados de las simulaciones y las emulaciones se puedeinferir que las distancias de protección y las bandas de guarda,dependen ampliamente del parámetro usado para evaluar lainterferencia y de los parámetros particulares de entrada de cadasistema.
• Los resultados mostraron que la interferencia tolerable, basada enlos parámetros TD e I/N, presenta resultados similares en particularpara la banda de 1 a 5 MHz, en donde las distancias de protecciónpara los casos críticos varían entre 82.5 Km y 250 Km.
• Para la interferencia cocanal se encontró una distancia deprotección son superiores a los 250 kilómetros, lo que hace que estetipo de organización de canales sea inviable en Colombia.
Conclusiones
• Para la interferencia por canal adyacente se evidencia que, paralas metodologías de modelo estocástico y emulaciones parafrecuencias superiores a 2 MHz, las distancias de protección sereducen drásticamente, y a partir de los 5 MHz de banda de guardalas distancias de protección son ligeramente constantes.
• El análisis estocástico de CNI, refleja distancias de protección entre10 Km y 50 Km y para el caso de las emulaciones la variación vadesde 2.5 Km hasta 500 m, en tanto que para las simulaciones sondel orden de decenas de kilométros.
• Para realizar estudios de interferencias particulares, entre los serviciosde LTE-A y FSS en la banda de 3500 MHz, es necesario conocer labase datos de los servicios FSS licenciados actualmente, tanto alinterior del país como en zonas fronterizas (caso crítico con Brasil).
Trabajos futuros
• Se abren nuevas líneas de investigación que pueden ser abordadospor los organismos del Estado Colombiano, en conjunto con laAcademia, para seguir aportando a los grupos técnicos de la CITELy la UIT.
• Emulaciones y pruebas físicas de sistemas LTE-A con cargas detráfico superiores al 80%, pruebas de campo con equipoespecializado de fabricantes (trails), y estudios de convivencia deservicios para FSS con otros tipo de redes inalámbricas.
• Otras áreas de estudio se extienden al uso de tecnologías comoMachine Learning (ML) e Inteligencia Artificial (AI) para ladeterminación particular de servicios y frecuencias en diferenteszonas del país a partir de las perspectivas de Dynamic SpectrumAllocation (DSA).
Muchas gracias!
