Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Queiroz, Calil Bento
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/35945
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.
id UNB_506dd6089ad338713e0babc53e406c1f
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/35945
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricasInterferência eletromagnéticaSistemas de comunicação sem fioServiço de satélite fixoOndas milimétricasDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.Projeções estimam que, globalmente, o tráfego mensal de dados móveis pode chegar a 57 exabytes em 2020, com perspectivas de crescimento exponencial nos anos subsequentes. Mais do que isso, a quantidade e densidade de usuários em redes de telefonia móvel também deve aumentar significativamente, uma vez que smartphones e dispositivos sem fio estão ficando cada vez mais difundidos. Como sistemas de telefonia de quarta geração não estão preparados para atender a essa demanda, a União Internacional de Telecomunicações (UIT) definiu o IMT-2020 (International Mobile Telecommunications 2020, telecomunicações móveis internacionais 2020) como o conjunto de tecnologias de quinta geração para redes de comunicação móvel em uso a partir de 2020. O IMT-2020 deve operar também em faixas de frequências altas, acima de 20 GHz, conhecidas como faixas de ondas milimétricas. Das faixas em estudo para serem identificadas para o IMT-2020, as bandas de 27-27,5 GHz e 37-42,5 GHz são alocadas ao serviço de satélite fixo, por exemplo, e a faixa de 42,5-43,5 GHz é identificada para o serviço de radioastronomia. Qualquer alocação dessas bandas para o IMT-2020 deve acontecer mediante a realização de estudos de compartilhamento que mostrem que ele não causará interferência danosa aos sistemas existentes. Esses estudos são ainda mais relevantes se considerarmos que no ano de 2019 será realizada a World Radiocommunication Conference (WRC, Conferência Mundial de Rádiocomunicação). Nela, a UIT realizará debates e discussões com o objetivo de rever e revisar as Regulamentações de Rádio para os próximos anos. Com isso, a agenda do evento já inclui debates referentes à alocação de frequência para o IMT-2020 baseada em estudos de convivência submetidos por estados membros e convidados. Para contribuir ativamente com esses estudos, a Agência Nacional de Telecomunicações vem desenvolvendo, junto com parceiros da academia e da indústria, o simulador SHARC, projetado para executar simulações de compartilhamento e convivência. Uma das tecnologias que pode integrar o IMT-2020 é o full duplex, por meio do qual estações transmitem e recebem informação ao mesmo tempo na mesma frequência. Essa tecnologia foi considerada inviável por muito tempo, devido à autointerferência que a transmissão de uma estação operando em full duplex causa ao sinal que ela recebe. Recentes avanços na eletrônica, no entanto, têm proporcionado técnicas de cancelamento dessa autointerferência em níveis que permitem a implementação de um nó full duplex operacional. Outro desafio introduzito pelo full duplex é a maior interferência sistêmica que ele introduz, tanto dentro da rede celular quanto a sistemas operando na mesma faixa de frequência. Como é provável que o IMT-2020 compartilhe espectro com outros serviços, essa interferência extra introduzida pelo full duplex pode lhes ser danosa. Esse trabalho apresenta estudos de compartilhamento de frequência do IMT-2020 com os serviços citados acima. É utilizada a ferramenta FD-SHARC, uma variação do simulador SHARC para avaliação de tecnologias full duplex. Inicialmente, a metodologia de simulação é descrita, seguida por uma avaliação da viabilidade do full duplex, de forma a se levantar os cenários mais prováveis de implementação dessa tecnologia. Em seguida, os estudos de convivência são apresentados e os níveis de interferência estimados em simulação são avaliados perante os critérios de proteção dos sistemas interferidos. Conclui-se que o IMT-2020 pode compartilhar as faixas de frequência supracitadas, desde que algumas restrições sejam impostas. Distâncias de separação entre as redes IMT e as estações terrestres do serviço de satélite fixo e as estações de radioastronomia devem ser empregadas. Mais do que isso, quando operando em ambientes indoor, o IMT-2020 pode utilizar as mesmas faixas de frequência que o terminal de usuário do serviço de satélite fixo, desde que alguma medidas de coordenação simples sejam empregadas. Por fim, a estação espacial do serviço de satélite fixo estará protegida de interferência em todos os casos simulados. Vários dos resultados apresentados aqui foram submetidos à UIT, e fazem parte dos textos preparatórios para a WRC. Junto com centenas de outros estudos, eles serão utilizados como base para se criar regulamentações de validade global, e ajudarão agências regulatórias do mundo todo a tomar decisões técnicas específicas para a realidade de cada país. Além disso, no conhecimento do autor, estudos de convivência do IMT-2020 operando em full duplex com outros sistemas não estão presentes na literatura. Nesse sentido, este trabalho apresenta contribuições pioneiras que aprofundam a discussão sobre a viabilidade dessa tecnologia.Projections estimate that global mobile data traffic may reach 57 exabytes by 2020, followed by a exponential growth in subsequent years. More than that, the number and density of mobile network users may also increase significantly, once smartphones and wireless devices are becoming more and more popular. Since fourth generation mobile communications systems are not equipped to deal with this demand, the International Telecommunications Union has standardized IMT- 2020 (International Mobile Telecommunications 2020) as the set of fifth generation technologies for mobile communications networks beyond 2020. IMT-2020 will also operate in frequency bands beyond 20 GHz, known as millimeter-wave bands. From the bands being studied as possible allocations for IMT-2020, the 27-27.5 GHz and the 37-42.5 GHz bands are identified to the fixed-satellite service, for example, and the 42.5-43.5 GHz band is identified to the radio-astronomy service. Any identification of these bands for IMT- 2020 needs to take place upon the realization of frequency sharing studies that show that the new service will not cause harmful interference to existing services. Such studies are even more relevant in 2019, when the World Radio Conference will happen. In it, the International Telecommunications Union will host debates and discussions with the goal or revising and reviewing the radio regulations for the incoming years. Because of that, the event’s agenda already includes debates around the frequency allocations for IMT-2020, based on sharing studies submitted by member states and guests. In order to contribute actively with the studies, the Brazilian National Telecommunications Agency has been developing, together with partners from academia and industry, the SHARC simulator, for sharing and compatibility analysis. One of the technologies that might be a part of IMT-2020 is Full Duplex, by which stations can transmit and receive data at the same time in the same frequency band. This technology was considered infeasible for a long time, due to the self-interference that the full duplex station’s transmission causes to the signal it receives. Recent advances in electronics, however, have made available self-interference cancellation techniques that allow the implementation of an operational full duplex node. Another challenge introduced by full duplex is the higher systemic interference it introduces, either to the cellular network or to systems operating on its frequency band. Since it is probable that IMT-2020 will share spectrum with other services, this extra interference introduced by full duplex might be harmful to other systems. Thus, this work presents frequency sharing studies between IMT-2020 and the systems cited above. These studies were performed with the FD-SHARC simulation tool, a fork of the SHARC simulator for analysis of full duplex technologies. The simulation methodology is described, followed by a feasibility analysis of full duplex technologies, so to define the scenarios in which this technology is more probable to be implemented. After that, sharing studies are presented and the interference levels estimated in the simulations are evaluated against the protection criteria of the interfered-with systems. The study concludes that IMT-2020 can indeed share the frequency bands mentioned, as long as some restrictions are imposed. Separation distances between the IMT networks and the earth stations of the fixed-satellite service and radio-astronomy stations must be established. Besides, when operating indoors, IMT-2020 can use the same frequency as the fixed-satellite service user terminal, as long as some simple coordination measures are employed. Finally, the space station of the fixed-satellite system is protected from interference in all the simulated cases. Many of the results presented here were submitted to the International Telecommunications Union and are part of the preparatory texts for the World Radio Conference. Together with hundreds of other studies, they will be used as basis for the creation of regulations of worldwide scope and will help regulatory agencies around the world take technical and country-specific decisions. Furthermore, in the best knowledge of the author, sharing studies between IMT-2020 operating in full duplex and other systems are not present in the literature. In that sense, this work presents novel contributions that deepen the discussion about the feasibility of this technology.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaCarvalho, Paulo Henrique Portela deQueiroz, Calil Bento2019-12-11T19:13:06Z2019-12-11T19:13:06Z2019-12-112019-05-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfQUEIROZ, Calil Bento. Comunicações IMT-2020: interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas. 2019. ix, 94 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/35945FrancêsporA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-01T16:01:18Zoai:repositorio.unb.br:10482/35945Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-01T16:01:18Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
title Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
spellingShingle Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
Queiroz, Calil Bento
Interferência eletromagnética
Sistemas de comunicação sem fio
Serviço de satélite fixo
Ondas milimétricas
title_short Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
title_full Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
title_fullStr Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
title_full_unstemmed Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
title_sort Comunicações IMT-2020 : interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas
author Queiroz, Calil Bento
author_facet Queiroz, Calil Bento
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Carvalho, Paulo Henrique Portela de
dc.contributor.author.fl_str_mv Queiroz, Calil Bento
dc.subject.por.fl_str_mv Interferência eletromagnética
Sistemas de comunicação sem fio
Serviço de satélite fixo
Ondas milimétricas
topic Interferência eletromagnética
Sistemas de comunicação sem fio
Serviço de satélite fixo
Ondas milimétricas
description Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2019.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-12-11T19:13:06Z
2019-12-11T19:13:06Z
2019-12-11
2019-05-27
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv QUEIROZ, Calil Bento. Comunicações IMT-2020: interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas. 2019. ix, 94 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
https://repositorio.unb.br/handle/10482/35945
identifier_str_mv QUEIROZ, Calil Bento. Comunicações IMT-2020: interferência e compartilhamento de frequência em ondas milimétricas. 2019. ix, 94 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.
url https://repositorio.unb.br/handle/10482/35945
dc.language.iso.fl_str_mv Francês
por
language_invalid_str_mv Francês
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1814508346154156032

Registros relacionados