Coexistencia de servicios 5G y satelitales en la banda C

En Estados Unidos y Europa se están debatiendo planes de asignación de frecuencias para habilitar la banda C inferior para las aplicaciones 5G. Esta parte del espectro es contigua y aporta más ancho de banda para 5G que las bandas de frecuencias inferiores convencionales para las comunicaciones, si bien la banda C está asignada a los enlaces descendentes de satélites a las estaciones terrestres de comunicación satelital (SES).

La asignación de las frecuencias se decide a escala nacional. La figura muestra el desarrollo en Alemania y en EE. UU. a modo de ejemplo. (GSA, 2019).
La asignación de las frecuencias se decide a escala nacional. La figura muestra el desarrollo en Alemania y en EE. UU. a modo de ejemplo. (GSA, 2019).
Abrir Lightbox

Fondo

La banda C ofrece cobertura para zonas continentales y está asignada al servicio fijo por satélite (SFS). Para el enlace descendente están asignadas en EE. UU. las frecuencias entre 3,7 GHz y 4,2 GHz, y en Europa las frecuencias entre de 3,4 GHz y 4,2 GHz. La banda C es ideal para los servicios de telecomunicaciones y de radiodifusión en áreas rurales y marítimas, donde apenas se dispone de infraestructura terrestre o es incluso inexistente. Otra de las ventajas de la banda C es su baja susceptibilidad a la atenuación por lluvia, que la hace especialmente estable para enlaces en zonas tropicales. Asimismo, los servicios en la banda C son esenciales para emergencias y recuperación de desastres. Sin embargo, el uso compartido del mismo espectro de frecuencias (véase la figura 1) con otras partes implica interferencias (véase la figura 2) con otros servicios existentes. En el enlace descendente, las interferencias pueden ocasionar la saturación de los bloques de ruido bajo (LNB). En los sistemas de recepción ya existentes de las estaciones de tierra fijas y móviles no es posible aplicar filtros. La señal recibida, atenuada por el recorrido de hasta 36 000 km desde una órbita geoestacionaria hasta la tierra, es de por sí débil y dejaría de detectarse. Si bien los límites normativos son una guía a la hora de planificar una red celular, no pueden garantizar que las ondas no emitan una radiación con un alcance mayor de lo previsto.

Escenario de interferencias potenciales
Escenario de interferencias potenciales
Abrir Lightbox

Su misión

Para garantizar la coexistencia de los servicios 5G y satelitales en la banda C sin problemas es necesario probar escenarios de interferencias al nivel de componentes y de sistemas para identificar los límites de rendimiento. Por lo que a la normativa respecta, es obligatorio definir la potencia isótropa radiada equivalente (PIRE) de las estaciones adyacentes e identificar cualquier emisión fuera de banda. Los sistemas de antenas activos como los de 5G usarán el valor de potencia total radiada (TRP), en vez de la p.i.r.e. que es usada en las estaciones base más antiguas.

Solución Rohde & Schwarz

Escenarios de coexistencia en la capa física

El generador vectorial de señales R&S®SMW200A es la solución ideal para simular escenarios complejos de interferencias en el laboratorio. Ofrece una serie de formas de onda 5G predefinidas, así como la posibilidad de diseñar otras formas de onda para 5G New Radio. Como señal de satélite se utiliza habitualmente una señal DVB-S2, la cual se puede generar con el R&S®SMW200A. Además de generar la propia señal de 5G y la señal de satélite, con el software de simulación R&S®WinIQSIM2™ también es posible diseñar este tipo de señales en el PC. Una vez diseñadas dichas señales, se pueden transferir del PC al R&S®SMW200A como instrumento de destino. Con dos caminos de RF, el R&S®SMW200A es un generador de señales perfecto para generar la señal de satélite junto con la señal 5G. Esta configuración se puede utilizar para estimular un equipo examinado y simular la influencia de la señal 5G en la recepción DVB-S2. El R&S®SMW200A es también la elección perfecta para otras formas de señal de satélite que puedan generarse utilizando las funciones del generador de formas de onda arbitrarias. En función del escenario pueden agregarse diferentes tipos de ruido y desvanecimiento.

La influencia de la señal 5G en la señal DVB-S2 se puede analizar de diferentes maneras.
La influencia de la señal 5G en la señal DVB-S2 se puede analizar de diferentes maneras.
Abrir Lightbox

Simulación del impacto en una señal DVB-S2 en vivo

El R&S®BTC Broadcast Test Center es el especialista cuando se trata de generar señales de radiodifusión en tiempo real. En este instrumento se puede introducir un flujo de transporte MPEG-2 en vivo desde una fuente externa, o bien utilizar el propio generador interno de TS para reproducir contenido en directo, que se modula seguidamente según el estándar DVB-S2. Esta señal DVB-S2 con contenido de vídeo o datos puede ser decodificada por módems. Asimismo, se pueden añadir señales interferentes a la señal DVB-S2 deseada. Las señales deseadas y no deseadas se combinan de forma interna en el nivel I/Q o se pueden combinar de forma externa en la RF. La combinación de ambos generadores de señales, el R&S®SMW200A y el R&S®BTC, forma un equipo de expertos: el R&S®SMW200A como especialista para la señal 5G y el R&S®BTC como proveedor de señales de radiodifusión DVB-S2 con contenido en directo.

Análisis de emisiones en el espectro y fuera de banda

El analizador de espectro de alta gama R&S®FSW es la elección ideal cuando se trata de demodular las señales 5G y de satélite y de analizar en detalle el impacto en una de las señales o en ambas. El instrumento ofrece máscaras de espectro que pueden utilizarse para medir las señales de RF y verificar que éstas cumplen las especificaciones relativas a emisiones en el espectro y fuera de banda. En la figura 3 se muestran señales DVB-S2 y 5G medidas con el R&S®FSW.

Perspectivas

Para 5G se perfilan como interesantes una serie de frecuencias por encima de los 6 GHz. Cabe esperar que surjan escenarios de coexistencia con 5G en las bandas satelitales Ka, Q y V. Los instrumentos de Rohde & Schwarz abarcan ya las bandas de frecuencias y las tecnologías de transmisión relevantes.

Resumen

Existe ya toda una gama de instrumentos y tecnologías disponibles para simular y probar conjuntamente la coexistencia de señales 5G y de satélite. Gracias a ello, las autoridades reguladoras del espectro, los proveedores de redes de satélites y los ingenieros de telecomunicaciones podrán ahorrar mucho tiempo y dedicarlo por entero a ensayos exhaustivos de sus sistemas receptores, estaciones base y componentes. Con Rohde & Schwarz, la simulación de escenarios de coexistencia resulta más rápida y fácil que nunca.

Ventajas

  • Configuración rápida y sencilla de escenarios complejos de interferencias
  • Cobertura para toda la banda C con el R&S®SMW200A
  • Escenarios de interferencia definibles por el usuario con máxima flexibilidad en el R&S®SMW200A
  • Solución exclusiva con R&S®BTC para la transmisión de contenido de vídeo y datos en tiempo real con DVB-S2/S2X
  • Preparado para futuros requisitos de pruebas de coexistencia e interferencia