gestão do espectro: no cenário da mudança -...

Gestão do Espectro:

No cenário da mudança

Palestras da ComSoc/POSTIT

Jaime Afonso

Instituto Superior Técnico, 3 de Maio de 2011

GESTÃO DO ESPECTRO:


1. ENQUADRAMENTO

2. GESTÃO DO ESPECTRO:

Fundamentos

3. VISAO PROSPECTIVA:

Partilha do espectro

4. CONCLUSÕES

1. ENQUADRAMENTO

Novo quadro regulamentar (Revisão 2006)

Facilitar o acesso ao espectro

Promover maior flexibilidade no uso espectro – neutralidade

tecnológica e de serviços

Promoção de politicas sectoriais (e-Safety, smart grid,

internet das coisas)

Procura de espectro

Necessidade de enquadrar novas tecnologias e serviços

Requer técnicas inteligentes de partilha de espectro

Valor económico do espectro


Onda Média

Ondas

Eléctricas

Ondas

RadioInfra

vermelho

Luz

Visível

Ultra

VioletaRaio-X

Raios

Gama

Raios

Cósmicos

30 3 30300

Onda Longa Rádio FMGSM

3G

Feixes HertzianosTV

LF MF HF VHF UHF SHF EHF

Espectro Radioeléctrico

kHz MHz GHz

330300 300

DECT WiFi

BluetoothTETRA

BWA

3

“Sweetspot”

3000

VLF

Menor CoberturaMaior Cobertura

Espectro Radioléctrico

Amador0.1%

Amador por Satélite0.1%

Radiodifusão1.7%

Radiodifusão por Satélite2.0%

Exploração da Terra por Satélite6.5%

Fixo25.1%

Fixo por Satélite16.8%

Inter Satélites4.6%

Auxiliares de Meteorologia0.3%

Movél23.3%

Movél por Satélite3.2%

Radioastronomia1.2%

Radiodeterminação9.1%

Operações Espaciais0.2% Investigação Espacial

5.7%

Atribuições 9 kHz- 30 GHz

Amador

Amador por Satélite

Radiodifusão

Radiodifusão por Satélite

Exploração da Terra por SatéliteFixo

Fixo por Satélite

Inter Satélites

Auxiliares de Meteorologia

Movél

Movél por Satélite

Radioastronomia

Radiodeterminação

Operações Espaciais

Investigação Espacial

Frequência Standard e Sinal Horário

QNAF

Atribuições de espectro

2. GESTÃO DO ESPECTRO

Fundamentos

Fonte: Handbook ITU, National

Spectrum Management.

Combinação de

procedimentos

administrativos e

técnicos necessários

para garantir a operação

das estações dos

diferentes serviços de

radiocomunicações,

livres de interferências

Gestão do Espectro

Gestão do Espectro

AtribuiçãoPlaneamento

Cooperação Internacional

Ligação Externa

Controlo de EspectroNormas e

Avaliação de Conformidade

ConsignaçãoLicenciamento

INTERNACIONAL – UNIÃO INTERNACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES

REGIONAL

NACIONAL

uso do espectro

uso dos equipamentos

Cooperação internacional

REGION 1 REGION 2 REGION 3

890-902

FIXED

MOBILE except

aeronautical mobile

BROADCASTING

S5.322

Radiolocation

S5.318 S5.325

902-928

FIXED

MOBILE except

aeronautical mobile

BROADCASTING

S5.322

Radiolocation

S5.150 S5.325 S5.327

890-942

FIXED

MOBILE except

aeronautical mobile

BROADCASTING S5.322

Radiolocation

928-942

FIXED

MOBILE except

aeronautical mobile

BROADCASTING

S5.322

Radiolocation

S5.325

890-942

FIXED

MOBILE

BROADCASTING

Radiolocation

S5.322 In Region 1, in the band 862-960 MHz, stations of the Broadcasting Service shall be operatedonly in the African Broadcasting Area excluding Algeria, Egypt, Spain, Libya and Morocco, subject to agreement under No. S9.21

Artigo 5º

Dimensão Internacional

Regulamento de Radiocomunicações

Serviço

Secundário

Qualificação da

atribuição

Serviço

Primário

Faixa

Footnote

Fonte: EU RSPG Opinion - Streamline

M

A

N

D

A

T

E

S

Standards

SRDoc

Liaison Statement

CEPT ReportsM

A

N

D

A

T

E

S

Harmonised

Standards

ECC Decisions

ECC Recs

ECC Reports

CEPT Reports

Standards

Commission

Decisions

TCAM RSC

R&TTE

Directive

Spectrum

Decision

Spectrum

Decision

Process

98/34

ECHSEC

Decisions

Industry

EU members

CEPT members

Industry

Dimensão Regional

CEPT – ETSI – EC

Dimensão Nacional

Pilares da Gestão do Espectro

Serviço Móvel Terrestre

Redes Celulares – cerca 20000 Estações

3 operadores com GSM900/1800 e UMTS

Redes de Trunking – cerca 400 Estações

TETRA, MPT1327, CDMA-PAMR

Redes Privativas (PMR) - 40MHz, 80MHz, 160MHz, 400MHz

Cerca de 2600 redes

Radiodifusão

Televisão, Radiodifusão Sonora - cerca de 1700 Estações

Fixo

Ligações Ponto-Ponto - cerca de 11000 Estações

Utilização do espectro

Alguns números

3. VISÃO PROSPECTIVA

Partilha do espectro

Comando e Controlo: As Administrações

decidem o modo de atribuição e consignação

de espectro

Commons: Os utilizadores decidem as

aplicações que pretendem no espectro

atribuído

Mercado:

Comércio Secundário

Liberalização

Novas abordagens

Neutralidade tecnológica: minimizar constrangimentos para a

utilização do espectro, assegurada que esteja a operação dos sistemas

livres de interferências

Neutralidade de serviços: não deve ser imposta nenhuma utilização

exclusiva do espectro para um serviço particular de comunicações

electrónicas

PMR

PAMR

2G

3G

DTT

Mobile

P-P

P-MP

Next generationNext generation

systemssystems

FWAMP-MP

Fixed

Analogue

TV/Audio

DAB

3GBroadcasting

Mobile

Portable

Fixed

MS MSS FS FSS BS BSS

Frequency allocations

WAPECS

RLAN

Fonte: Comissão Europeia

Utilização Flexível do espectro

Espaço

Frequência

Serviço X, Y..

Serv. Z

Serv. X

Serv. W

…

…

Serv. Z -12

-8

-4

0

4

8

12

16

20

0 3 6 9 12 15 18

distância (km)

Po

ten

cia

rela

tiva -

dB

Modelo Propagação

Limite Cobertura

Limiar Interferência

Zona "Esterilizada"

Zona Serviço

Fonte: Regulamento Radio.

Engenharia do Espectro

Princípios

Novas tecnologias

Sistemas Underlay (e.g. UWB)

Sistemas Overlay (e.g. 5 GHz Radio LAN)

Utilização mais eficiente do espectro: novos desafios!

Novos sistemas Radio

Fonte: “Sportviews”.

Novos paradigmas tecnológicos

Protecção do serviços existentes

Compatibilidade envolvendo diversos serviços de

radiocomunicações

ARNS RL

FSS

INVES BBDR

RNSS BBDR

5000 5030 5150 5250 5350 5470 5570 5650 5725 5855 5875 5905 5925

BFWA

FSS

AS

MS

FS

ARNS

MS

INVES

EESS

MS

RL

MRNS

ITS

ARNS: Aeronautical Radio Navigation Service INVES: Spatial Investigation Service

AS: Amateur Service ITS: Intelligent Transport Systems

BBDR: Broadband Disater Relief (Mets): Meteorology Service

BFWA: Broadband Fixed Wireless Access MS: Mobile Service

EESS: Earth Exploration Satellite Service MRNS: Maritime Radio Navigation Service

FS: Fixed Service RA: Radioastronomy

FSS: Fixed Satellite Service RL: Radiolocation

RNSS: Radio Navigation Satellite Service

Redes Locais via Radio (RLAN)

Espectro adicional – 5 GHz

Requisito de Transmit Power Control (TPC)

CEPT cria o conceito de Dynamic Frequency Selection (DFS)

Baseado no DECT (DCS/DCA)

Utiliza o princípio LBT/AFA

Interferência das RLANs nos Radares



A operação de RLAN está na origem de interferências em Radares

Meteorológicos devido a:

Sistemas programáveis (TPC, DFS)

PRF variáveis, larguras de pulso, medidas de calibração do ruído

Especificações do receptor / Radar

Normas harmonizadas ETSI tentam resolvem definitivamente o

problema: 1 de Janeiro 2013

Acordo com a comunidade meteorológica (parâmetros dos

receptores, definição de sinais de teste)



Fonte: “Pulsers”

Sistemas Ultra Wideband (UWB)

PDA

Camcorder

DVDDesktopComputer

Printer

DigitalCamera

LaptopComputer

TV

Monitor

Audio

Gateway

Display

Audio

Wireless and/or Fix Wired

Infrastructure (Internet)

PDA

Camcorder

DVDDesktopComputer

Printer

DigitalCamera

LaptopComputer

TV

Monitor

Audio

Gateway

Display

Audio

Wireless and/or Fixed Wired

Infrastructure (Internet)

UWB: ocupação de espectro


Compatibilidade com vários serviços de radiocomunicações

Vários pressupostos técnicos em causa

Solução de longo prazo: 6-8.5 GHz

Técnicas adicionais de mitigação

Detect and Avoid (DAA) e Low Duty Cycle (LDC)


Short Range Radar (SRR) - UWB

Faixa dos 24 GHz: Serviço Fixo, Radioastronomia e Exploração da

Terra por Satélite

Footnote 5.340: todas as emissões são proibidas num conjunto de

faixas, p.ex. 23.6 GHz - 24 GHz

Fonte: ETSI

Desatenção Condutor

68%

Desatenção/proximidade

11%

Demasiada Proximidade

9%

Alcool9%

Outras3%

Acidentes Automóvel

Fonte: Comissão Europeia

Programa e-Safety

UWB/SRR não foram aceites como solução nos “24 GHz”

Interferências 100 vezes superiores ao admissível

Solução definitiva nos 79 GHz

Desenvolveu-se de uma “solução temporária” (2013)

Complexidade legal na sua implementação (Decisão

2005/50/EC)

Em discussão uma solução intermédia “26 GHz”

Sistemas Short Range Radar (SRR)

denotes interconnection between systems via networks, which allows

flexible use in any environment without making users aware of constituent systems.

IMT-2000

Mobility

Low

High

1 10 100 1000

New capabilities

of systems beyond

IMT-2000

Peak Useful Data Rate (Mb/s)

New

Mobile

Access

New Nomadic / Local

Area Wireless Access

Enhanced

IMT-2000

Enhancement

Systems beyond IMT-2000 will

encompass the capabilities of

previous systems

Dashed line indicates

that the exact data

rates associated with

systems beyond IMT-2000

are not yet determined

KEY:

Digital Broadcast SystemsNomadic / Local Area Access Systems

Fonte: Rec. ITU-R M.1645

Sistema IMT

IMT-2000 e IMT-Advanced

Faixa (MHz)Footnotes do Regulamento de Radiocomunicações

IMT

450-470 5.286AA

790-960 5.317A

1 710-2 025 5.384A, 5.388

2 110-2 200 5.388

2 300-2 400 5.384A

2 500-2 690 5.384A

3 400-3 600 5.430A, 5.432A, 5.432B, 5.433A

WRC-07: espectro adicional no mínimo da ordem dos 600 MHz

Faixas de espectro identificadas para o IMT (RR)

Sistema IMT


Soluções inteligentes de partilha de espectro (cognitive radios?)

Definição de condições genéricas de compatibilidade através da

BEM (Block Edge Mask)

Visa a implementação do conceito de neutralidade tecnológica

Será implementada nos 3,5 GHz, 2.6 GHz e 800 MHz

Sistema IMT


4. CONCLUSÕES

Garantir a protecção dos sistemas existentes e planeados

É necessária uma maior experiência a utilização de modelos

flexíveis da Gestão do Espectro,

“there is no free lunch”

Flexibilidade do uso do espectro: implementado passo a passo,

“the devil is in the details”

O futuro?

“We always overestimate the change that will occur in the next two years

and underestimate the change that will occur in the next ten”

CONCLUSÕES

FIM

Gestão do Espectro:No cenário da mudança

Jaime Afonso

Instituto Superior Técnico, 3 de Maio de 2011

gestão do espectro: no cenário da mudança -...

Documents