Proteção de canal de comunicação crítico em sistema de controle de satélite por meio de cinturão de proteção

Abstract

A Conferência Mundial de Radiocomunicações 2019 (WRC-19) da União Internacional de Telecomunicações (UIT) decidiu pela identificação de faixas de radiofrequência em ondas milimétricas que serão compartilhadas entre o 5G (IMT-2020) e redes de satélite, incluindo a faixa de 40 GHz. No futuro, estações terrenas de rastreio, telemetria e comando de satélites (TT&C) também poderão vir a operar em bandas Q e V (40/50 GHz). Com isso, torna-se relevante o desenvolvimento de estudos para a adoção de técnicas inovadoras de mitigação que reduzam risco de indisponibilidade por radiointerferência gerada pelo 5G, tendo em vista que aplicações de TT&C são de alta criticidade para a operação do satélite. Este trabalho objetiva desenvolver solução de mitigação de risco de radiointerferência que ameaça a segurança de infraestrutura de comunicações via satélite, em camada física, com técnica para convivência com o 5G, e no intuito de garantir a disponibilidade de sistema TT&C. O foco principal se dá na avaliação de resultados de simulações da interferência agregada do 5G sobre uma estação terrena TT&C, com uso de ferramenta que implementa metodologia da UIT, e seguindo preceitos do uso eficiente do espectro. O estudo avalia diferentes configurações para redução da interferência agregada levando em consideração resultados de variações de parâmetros de arranjo de antenas 5G, tais como número de elementos, potência conduzida por elemento e ângulo de downtilt. Os resultados demonstram os efeitos positivos ao reduzir até 10% dos casos em que o parâmetro razão interferência-ruído (I/N) agregado excede o critério de proteção, como decorrência da adoção de configuração mais restritiva às estações 5G operando em área nas proximidades da estação terrena TT&C. Como contribuição principal, o trabalho apresenta o conceito de "Cinturão de Proteção" como um modelo para proteção das comunicações TT&C contra radiointerferências prejudiciais, reduzindo a necessidade de uma extensa zona de exclusão ao redor da estação TT&C. A solução busca viabilizar uma operação segura em faixas de frequência compartilhadas com o 5G, ao mesmo tempo em que faz uso mais eficiente do espectro de radiofrequências. Adicionalmente, pode-se considerar a aplicação do conceito de "Cinturão de Proteção" em outros cenários de convivência do 5G com Serviço Fixo por Satélite (FSS), inclusive em outras faixas de radiofrequência além de 40 GHz.