ANÁLISE DA INTERFERÊNCIA NO SISTEMA BRASILEIRO DE TELEVISÃO VIA SATÉLITE PRODUZIDA PELO SISTEMA 5G

Prévia do material em texto

Universidade Federal Fluminense
Escola de Engenharia
Curso de Graduação em Engenharia de
Telecomunicações
Leonardo Chaves Silva
Análise da interferência no sistema brasileiro de
televisão via satélite produzida pelo sistema 5G
Niterói � RJ
2021
1
Leonardo Chaves Silva
Análise da interferência no sistema brasileiro de televisão via satélite produzida pelo
sistema 5G
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Graduação em Engenharia de Teleco-
municações da Universidade Federal Fluminense,
como requisito parcial para obtenção do Grau de
Engenheiro de Telecomunicações.
Orientador: Prof. Dr. Tadeu Nagashima Ferreira
Niterói � RJ
2021
ii
.
.
iii
Leonardo Chaves Silva
Análise da interferência no sistema brasileiro de televisão via satélite produzida pelo
sistema 5G
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Graduação em Engenharia de Teleco-
municações da Universidade Federal Fluminense,
como requisito parcial para obtenção do Grau de
Engenheiro de Telecomunicações.
Aprovada em 29 de Abril de 2021.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Tadeu Nagashima Ferreira - Orientador
Universidade Federal Fluminese - UFF
Prof. Dr. Jacqueline Silva Pereira -
Universidade Federal Fluminese - UFF
Prof. Dr. Pedro Vladimir Gonzalez Castellanos
Universidade Federal Fluminese - UFF
Niterói � RJ
2021
iv
Resumo
Este trabalho tem como principal objetivo realizar um estudo sobre os efeitos
da interferência do sistema IMT-2020 (International Mobile Telecomunicactions - 2020),
conhecida como quinta geração do sistema móvel (5G), no sistema TVRO (Television
Receive Only), popularmente conhecida como TV parabólica, ambos operandos na faixa
de 3,5 GHz. Visando dimensionar a possibilidade de coexistência entre eles, avaliou-se a
probabilidade de ocorrência de interferência em função da distância de separação entre
ambos os sistemas em dois cenários distintos: urbano e suburbano. Para obtenção do
resultado, foi utilizado o método de simulação de Monte Carlo. Os resultados encontra-
dos mostram que a possibilidade de convivência harmoniosa é dada apenas para longa
distância entre os sistemas. Por �m, dada a contemporaneidade do tema, foi analisada
também a de�nição da ANATEL para resolução do con�ito discutido ao longo do trabalho
em relação ao leilão do 5G.
Palavras-chave: IMT-2020; TVRO; 3,5 GHz; Coexistência; Interferência; SEAM-
CAT; ANATEL.
v
Abstract
This work has as its main objective the accomplishment of a study about the e�ects
of the interference from the IMT-2020 (International Mobile Telecomunicactions -2020),
known as the �fth generation of the mobile system (5G) on the TVRO (Television Receive
Only) system, well known as Parabolic TV - in Brasil, operating in the same band, 3.5
GHz. Aiming to guarantee the possibility of their coexistence in this band, the probability
of interference was evaluated considering the separation distance between both systems
in distinct scenarios: urban and suburban. In order to obtain the results, Monte Carlo
simulation method was used (SEAMCAT). The obtained results show that a possibility
of harmonious coexistence is given only for long distances between the systems. Finally,
given the contemporary theme, the regulator de�nition to solved the con�ict discussed
throughout the work in relation to the 5G auction was also analyzed.
Keywords: IMT-2020; TVRO; 3,5 GHz; Coexistence; Interference.; SEAMCAT;
ANATEL
vi
Agradecimentos
Gostaria de agradecer minha família. Especialmente aos meus pais, Francisco e
Sandra, que juntos enfrentaram tantas di�culdades para que eu pudesse estudar e foram
meus incentivadores. Ao meu irmão, Raphael, obrigado pelo apoio e torcida. Sou grato
aos meus avós, que nunca negaram carinho nos momentos difíceis.
Agradeço aos professores, que acompanharam a minha jornada acadêmica de perto
e deram muito apoio em sala de aula. Obrigado pela incansável dedicação e con�ança.
Sou grato principalmente ao professor Tadeu, que foi o meu orientador, e contribuiu muito
com a realização dessa pesquisa.
Obrigado à Universidade Federal Fluminense pela oportunidade de fazer o curso
de Engenharia de Telecomunicações, curso de profunda complexidade e di�culdade que
foi concluído através de muito esforço. Prometo defender a instituição pública e lutar pelo
direito ao amplo acesso à universidade.
Por �m, meu eterno agradecimento a todos os meus amigos, aqueles que andam
ao meu lado, que deram uma contribuição valiosa para a minha jornada. Obrigada pelos
conselhos, palavras de apoio, discussões e risadas. Só tenho a agradecer e dizer que esse
TCC também é de vocês.
vii
Lista de Figuras
1.1 Espectro Eletromagnético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Espectro de Rádio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Interferência - Con�guração Inicial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4 Interferência - Proposta de Nova Con�guração. . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1 Sistema Tv Via Satélite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Diagrama de Bloco de um sistema de Recepção em Sistema DBS . . . . . . 8
2.3 Diagrama simpli�cado do LNB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4.1 Evolução da Rede Móvel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.2 Paramêtros de Transmissão do 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.3 Arquitetura da Rede 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.4 Cenários de uso 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.5 Taxas do 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.6 Frequência de uso para cada meio - 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.1 Cenário da Simulação SEAMCAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.2 Casos de Interferência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
6.1 Grá�co com Probabilidade de Interferência do Sinal Indesejado - PDF . . . 31
6.2 Grá�co Probabilidade de Interferência do Sinal Indesejado - CDF . . . . . 32
6.3 Distância Mínima para Coexistência dos Sistemas no Cenário Urbano . . . 32
6.4 Distância Mínima para Coexistência dos Sistemas no Cenário Suburbano . 32
viii
Lista de Tabelas
3.1 Bandas de Satélite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.2 Banda C x Banda Ku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
5.1 Parâmetros 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.2 Parâmetros TVRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Sumário
Resumo iv
Abstract v
Agradecimentos vi
Lista de Figuras vii
Lista de Tabelas viii
1 Motivação 1
2 Ambiente Televisivo 6
3 Propostas de Solução para o Con�ito 9
3.1 Migração do ecossistema da TVRO para a Banda Ku . . . . . . . . . . . . 9
3.1.1 Operação via Satélite: Bandas C e Ku . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.2 Banda C x Ku . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 Implementação de Filtros LNBF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4 5G:IMT-2020 13
4.1 Características Gerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4.2 Arquitetura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.3 Espectro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.4 Processo Regulatório No Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
5 SEAMCAT 23
5.1 Funcionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
5.1.1 Método de Monte Carlo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
ix
x
5.2 Cenários: De�nição da Análise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.2.1 Rede 5G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.2.2 TVRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6 Resultados 30
7 Conclusão33
Referências Bibliográ�cas 35
Capítulo 1
Motivação
De acordo com a Lei Geral das Telecomunicações o espectro de radiofrequência é
de�nido como um recurso limitado, constituindo-se em bem público, administrado pela
Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL). Apesar de não ser uma de�nição
técnica essa descrição traz dois elementos bases que em harmonia norteiam uma boa
gestão do espectro: recurso limitado e bem público [1].
O recurso é limitado, pois o espectro de radiofrequência é escasso, assim, os serviços
de comunicação devem ser ocupados de forma organizada. Desta maneira, cabem aos
cientistas, engenheiros e técnicos dedicarem-se aos estudos para alocar os mais diversos
serviços no espectro sem que haja con�ito [1].
De modo fundamental, o bem é público dada a inviabilidade da apropriação do es-
pectro. Um particular não pode declarar-se dono de uma faixa do espectro, estabelecendo
sobre ele uma relação de domínio, portanto, é atribuída à titularidade do Estado.
A energia eletromagnética pode ser classi�cada de forma contínua de acordo com
seu comprimento de onda ou frequência, esta composição é denominada de espectro ele-
tromagnético. As diferentes janelas do espectro eletromagnético são caracterizadas pelo
comprimento de onda e possuem uma faixa de frequência de�nida [2]. As ondas são distri-
buídas em ordem crescente de frequência e são divididas em: ondas de rádio, microondas,
raios infravermelhos, luz visível, raios ultravioletas, raios X e raios gama, como visto na
�gura 1.1.
2
Figura 1.1: Espectro Eletromagnético.
Especi�camente, a radiofrequência ocupa apenas pequena porção do espectro ele-
tromagnético, porção essa que se estende dos 3 quilohertz (kHz) aos 300 Giga hertz (GHz),
como visto na �gura 1.2. A União Internacional de Telecomunicações � UIT, por exemplo,
de�ne o espectro radioelétrico como todas as frequências abaixo de 300 GHz.
Figura 1.2: Espectro de Rádio.
Dado a extensão limitada do espectro de rádio, cabe a Anatel atribuir as faixas
de frequências segundo tratados e acordos internacionais, atender o interesse público e
desenvolver as telecomunicações brasileiras. Visto que, além dos serviços o�ciais como
bombeiros, ambulâncias e polícia, o espectro de rádio também abrange serviços de trans-
missão de rádio e televisão, telefones celulares, comunicações via satélite, comunicações
móveis marítimas, de aviação e radioamadores [1].
3
O espectro, portanto, admite diferentes tecnologias e serviços, por isso é de respon-
sabilidade da agência reguladora facilitar a consulta e planejamento das radiofrequências
e a tomada de decisão dos interessados para garantir o bom funcionamento de todas essas
atividades sem interferência.
Uma discussão atual que requer um estudo técnico sobre o espectro é a faixa de
frequência que será disponibilizada para o uso da 5ª Geração da telefonia móvel (5G), co-
nhecida formalmente como IMT-2020 (International Mobile Telecommunications - 2020 ).
Existe um con�ito entre a convivência do próximo sistema celular e o sistema de recepção
via satélite, em especial o de recepção da TV digital aberta em banda C (TVRO - TV
Receive Only) [3].
No Brasil, o sistema satelital está alocado atualmente entre 3,625 GHz e 4,2 GHz,
entretanto, a faixa entre 3,3 GHz e 3,6 GHz será a primeira utilizada especi�camente para
telefonia móvel de quinta geração, essa proximidade entre as faixas impacta no serviço já
existente. Além disso, existe a possibilidade de se disponibilizar parcela adicional a faixa
para completo desenvolvimento da telefonia móvel de quinta geração [3].
Deste modo, dado o caráter pioneiro e primordial de tal faixa e a demanda por
maior capacidade inerente ao serviço móvel de quinta geração, é necessário disponibilizar
nesta região do espectro uma largura de banda expressiva, sob pena de não ser possível
prestar o serviço com as características que se espera desta nova geração de serviços móveis
[4]. Nesse sentido, a publicação da GSMA também indica a necessidade de até 100 MHz
em faixas médias e cerca de 1 GHz em ondas milimétricas, por prestadora [5].
Conforme as �guras 1.3 e 1.4, para que haja uma maior banda nessa faixa de
frequência conforme a tecnologia demanda, uma nova proposta de organização do espectro
é sugerida. A faixa localizada entre 3,625 GHz e 3,7 GHz, também denominada de Banda
C estendida, deixaria de ser utilizada por sistemas satelitais e seria destinada a aplicações
do IMT-2020 (International Mobile Telecommunications - 2020).
4
Figura 1.3: Interferência - Con�guração Inicial.
Figura 1.4: Interferência - Proposta de Nova Con�guração.
Esse impasse será discutido ao longo do trabalho, porém, antes de fazer uma análise
crítica sobre a alocação é preciso entender o cenário atual.
Segundo a ANATEL, existem 11 satélites brasileiros e 26 estrangeiros que possuem
autorização para operar na banda C no Brasil. Todos eles podem ser afetados quando
a faixa de 3,5 GHz for utilizado para transmissões da banda larga móvel em 5G. Além
disso, a maior di�culdade encontra-se nos satélites em banda C que trafegam sinal da TV
aberta.
De acordo com o IBGE, existem em torno de 17 milhões de usuários de TV que
recebem sinal via antena parabólica. Os sinais eletromagnéticos captados pela antena
são transformados em informação, entretenimento, relações familiares e comunitárias,
solidariedade e pequenas amostras do mundo para grande parte da população desassistida
de qualquer meio de comunicação. É inegável que para uma grande parcela da sociedade a
ausência do sinal de TV representa o isolamento, a diminuição da capacidade de interação
e intervenção social.
5
Em contrapartida, a implementação do 5G é a concretização do desenvolvimento da
telefonia móvel que pretende mudar a forma de conectar as pessoas. Ou seja, é certo que
o 5G vai trazer muito benefício à população e juntamente movimentar volumosa quantia,
já que será permitida a implantação de novos serviços nunca oferecidos antes devido à
sua alta capacidade de transmissão. Além disso, as novas oportunidades de negócio fazem
com que a busca pelas empresas de telecomunicações por um espaço na banda do espectro
do 5G seja em tal grau que está previsto uma arrecadação em torno de 20 bilhões com o
leilão das frequências dessa faixa.
A motivação desse estudo visa entender o impasse sobre a ocupação do espectro, o
que os interessados no uso dessa faixa propõem, qual faixa do espectro será disponibilizada
para tecnologia 5G, como �cam os usuários da antena parabólica, posicionamento do
governo e as soluções para os serviços que ocupavam a faixa anteriormente.
Nesse sentido, iremos analisar de forma técnica a viabilidade dos dois serviços ope-
rarem ou não na mesma frequência e a decisão da Agência Nacional de Telecomunicações
(ANATEL) em relação ao impasse.
Capítulo 2
Ambiente Televisivo
Numa sociedade marcada pela globalização, acelerada evolução tecnológica e grande
�uxo de dados, é evidente que a informação, independentemente do meio que se propaga,
é o grande vetor que conduz a vigorosa dinâmica das relações atuais. Diante desse cenário,
as emissoras de televisão vêm empenhando-se para adequar a alta demanda da sociedade
por conteúdo.
Nos dias de hoje, praticam-se diversas formas de transmissão de TV como a terres-
tre, via satélite ou VoD (Video on Demand). A Televisão Digital Terrestre está associada
a grandes centros urbanos, já que com um transmissor principal e alguns retransmissores
atinge-se uma grande população, também é considerado o modelo mais viável comer-
cialmente. O VoD necessita de um grande volume de dados, ou seja, internet de alta
velocidade e estável para acesso ao conteúdo.
Esses dois modelos de sistema de transmissão descritos não atingem toda extensão
territorial brasileira, no sentido de disponibilidade do sinal, e, nem toda a população, no
quesito acesso à tecnologia, pelo preço alto. Em contra-ponto, a TV via satélite é uma
ótima alternativa para democratizara informação, proporcionando alcance a zonas isola-
das com aparelhos de baixo custo, possuindo uma grande área de cobertura e mantendo
a qualidade do sinal.
6
7
TV via Satélite
Como já mencionado, existem diversos tipos de tecnologia utilizados para transmi-
tir sinais de telecomunicações, entre eles satélites. O Brasil passou a se consolidar na área
de telecomunicações via satélite a partir de 1985 quando foi lançado o primeiro satélite
brasileiro: BrasilSAT1 [6].
A transmissão via satélite é usada para televisão, telefone, rádio e Internet. O
serviço de tecnologia via Satélite para difusão de rádio e televisão é denominado BSS
(Broadcasting Satellite Services). Este serviço é empregado desde a década de 70 para
transmitir programas de televisão usando satélites geoestacionários de alta potência. Com
a evolução da tecnologia e com o aparecimento das comunicações digitais, surgiram ra-
mi�cações desse serviço como o DBS (Direct Broadcasting Satellite) e o DTH (Direct to
Home) [6].
Funcionamento da TV via Satélite
O envio de um sinal de TV a um satélite para processamento e encaminhamento
para o usuário �nal é uma tarefa que envolve um certo grau de complexidade. Desta
forma, destacam-se quatro componentes principais em um sistema de TVRO: emissora,
satélite, antena receptora e o decodi�cador.
Na emissora, é gerado o conteúdo a ser exibido pelos televisores. Esse conteúdo é
transformado em sinal e enviado para o satélite, onde o sinal de enlace de subida é trans-
ladado para uma frequência mais baixa e, então, retransmitido a terra. Em solo, o sistema
TVRO pode receber via satélite, ao apontar a antena para a direção de posicionamento
indicada. O sinal segue para um ampli�cador de baixo ruído (LNB - Low Noise Block),
é transladado para Banda L, onde os sinais conseguem trafegar nos cabos comerciais, até
chegar no decodi�cador, para, �nalmente, visualizar o sinal na TV.
No processamento do sinal, a informação é modulada para uma determinada por-
tadora do enlace de subida e ampli�cado antes de ser entregue a antena do transmissor,
que de acordo com o uso do serviço oferecido podem variar as frequências de transmissão.
No Brasil, a banda C foi designada para a TV aberta e a banda Ku para TV fechada.
Cada tipo de banda possui características diferentes que in�uenciam no tipo da antena
utilizada e os impactos causados na transmissão.
8
Figura 2.1: Sistema Tv Via Satélite.
Figura 2.2: Diagrama de Bloco de um sistema de Recepção em Sistema DBS
Figura 2.3: Diagrama simpli�cado do LNB
De acordo com o IBGE num levantamendo realizado em 2017, a antena parabólica
atende em torno de 32 por cento da população. Com isso, a nova proposta de alocação
do espectro da tecnologia 5G requer uma solução para a coexistência entre os sistemas.
No capítulo 3 veremos as alternativas para solucionar o con�ito.
Capítulo 3
Propostas de Solução para o Con�ito
3.1 Migração do ecossistema da TVRO para a Banda
Ku
3.1.1 Operação via Satélite: Bandas C e Ku
Ondas eletromagnéticas abaixo de 30 MHz e acima de 40 GHz experimentam dife-
rentes tipos de atenuação conforme viajam pela atmosfera impossibilitando seu uso para
comunicação via satélite [7]. No entanto, considerando a necessidade de compartilhamento
de espectro com outros serviços terrestres e a baixa disponibilidade de largura de banda
em faixas de frequência menores, por meio do acordo do Setor de Radiocomunicações
da União Internacional de Telecomunicações (ITU-R), algumas subfaixas desta faixa de
frequência são padronizadas a partir de 1 a 40 GHz, usado para satélites de comunicação
geoestacionários
O espectro, portanto, divide-se em sub-faixas, denominada banda, representada
por uma letra, que possuem características particulares de operação.
Tabela 3.1: Bandas de Satélite
Banda Faixa de Frequência Banda Faixa de Frequência
L 1,0 a 2,0 GHz X 8,0 a 10,7 GHz
S 2,0 a 4,0 GHz K 18,0 a 27,0 GHz
C 4,0 a 8,0 GHz Ku 10,7 a 18,0 GHz
- - Ka 27,0 a 40,0 GHz
Na seção 3.1.2 veremos com mais detalhe as propriedades das bandas C e Ku.
9
10
3.1.2 Banda C x Ku
De acordo com os órgãos que padronizam as tecnologias de telecomunicação, a
banda C é de�nida no intervalo de frequência de 4 GHz a 8 GHz. Essa faixa foi a primeira
utilizada quando os serviços oferecidos pelos satélites comerciais se popularizaram, com
frequência de descida (downlink) compreendia entre 3,4 GHz e 4,2 GHz. Especi�camente,
no Brasil os satélites operam entre 3,6 GHz e 4,2 GHz onde trafega-se preferencialmente
o Serviço Fixo por Satélite (SFS).
A banda de frequência de 3,6 a 3,7 GHz, chamada de banda C estendida, é diferente
do resto da banda C porque não é compartilhada com serviços �xos e é utilizada para
distribuição de sinais de TV e transmissão [8].
A ampla utilização e a alta demanda pela capacidade dos satélites na banda C
re�etem a grande importância que esta banda de frequências tem como ferramenta de
integração nacional. Hoje, milhões de pessoas no Brasil usam a banda C para redes
pro�ssionais e corporativas [8].
Em um clima tipicamente tropical, as condições favoráveis de propagação nesta
faixa de frequência continuam a gerar demanda por mais segmentos espaciais e aumentar
sua relevância. Essas características corroboram a alta con�abilidade e disponibilidade
fornecidas pelos serviços e aplicativos da banda C. Além disso, a ampla cobertura fornecida
por sistemas de satélite torna a banda C uma parte importante da infraestrutura de
telecomunicações de vários países em desenvolvimento [8].
Em relação as transmissões na Banda C, que atingem áreas Globais e hemisféricas
o planeta, as transmissões em Banda Ku são mais restritas, cobrindo áreas menores e es-
pecí�cas. Devido sua frequência mais alta, as antenas utilizadas são menores comparadas
a banda C, entretanto, pelo mesmo motivo, a transmissão em banda Ku é mais suscetível
a interrupções causadas pela chuva. A vulnerabilidade do sistema relativo a essa questão
é em tal grau que pode-se ter interrupção total da transmissão [9].
Como a demanda por novos serviços cresceu e exigiu uma taxa de transferência de
informações mais alta, foi necessário aumentar a largura de banda disponível, que poderia
ser encontrada na banda Ku, uma vez que a largura de banda (BW) disponível na banda
Ku é cerca de duas vezes a da banda C. Além disso, a competição entre a banda C e o link
terrestre é muito maior do que a banda Ku, o que limita o uso de maior potência para
transmissores de satélite, limita a cobertura geográ�ca do serviço e obriga os usuários a
11
usar antenas de satélite maiores. A largura do feixe para antenas do mesmo tamanho na
banda C é maior do que na banda Ku, o que fornece um maior nível de interferência entre
sistemas de RF ou satélites vizinhos [7].
Tabela 3.2: Banda C x Banda Ku
Parâmetro Banda C Banda Ku
Atenuação no espaço livre Menor Maior
Atenuação por chuva Menor Maior
Disponibilidade nominal Maior Menor
Interferência (enlace terrrestres) Maior Menor
Antena Grande Pequena
Por isso, uma das alternativas para solucionar a questão do espectro é migrar o
serviço de TV aberta da banda C para banda Ku, limpando a faixa da banda C estendida
para utilização do 5G.
3.2 Implementação de Filtros LNBF
Outra proposta de resolução do con�ito foi sugerido pelo conglomerado das em-
presas de telefonia que sugeriu mitigar o problema com a implementação de �ltros LNBF
(Low Noise Block Feedhorn) nos receptores de TV, permitindo a convivência entre os
sistemas na mesma banda. Essa ideia requer um esforço tecnológico para que os dois
serviços coexistam na mesma banda.
No estudo inicial feito pela ANATEL em julho de 2019, há uma conclusão de que
não é viável a recepção do sinal com qualidade su�ciente da TVRO para que os serviços
compartilhem a frequência. Essa publicação gerou um grande obstáculo para a realização
do leilão em 2020.
Economicamente, estudos apontam que para a implantação dos �ltros serão ne-
cessários cerca de 6 por cento do valorgasto se adotado a troca de banda do sistema
de TV digital que tem um custo aproximado de 8 bilhões. Essa análise gerou no setor
de telecomunicações um grande debate, pois as grandes empresas interessadas em usar a
frequência, arcaria com os custos para promover acesso a TV digital na nova frequência.
Ao aumentar o custo para a implementação da tecnologia 5G as empresas também esta-
riam menos dispostas a pagar um alto valor pelas faixas de frequências leiloadas o que
não agrada também o governo, que se mostra interessado no alto valor arrecadado desse
12
leilão [10].
Um segundo estudo, publicado no �nal de 2019 pela SindiTeleBrasil, Sindicato
Nacional das Empresas de Telefonia e de Serviços Móvel Celular e Pessoal, apresentou
estudos com novos modelos de LNBF. Nessa publicação foi concluído que era viável a
convivência dos dois serviços ocupando a mesma faixa de frequência. Isso gerou novas
ações do governo, como a publicação de uma portaria no �nal de janeiro de 2020 para
estabelecer diretrizes para a licitação da faixa de frequência preterida [11][12].
Essa disputa para escolha do melhor método para desocupação da faixa, impacta
a maneira como será implementado a nova tecnologia móvel, principalmente em relação
a tempo de implantação, recurso e competitividade entre as empresas. No capítulo 4 será
apresentada com mais detalhes a tecnologia IMT-2020.
Capítulo 4
5G:IMT-2020
A próxima geração da telefonia móvel, a quinta geração ou 5G, como é melhor
conhecida, tem se apresentado como a tecnologia que promoverá a sustentação para as
novas formas de comunicação e conectividade entre as pessoas e máquinas. IoT (Internet
of things), cidades inteligentes, realidade virtual, carros autônomos são novas formas de
interação e empreendimento que requerem grande quantidade de troca de dados, con�a-
bilidade na comunicação e baixa latência.
Num desenvolvimento de projeto de casa conectada, equipamentos devem estar
ligados a rede para uma experiencia satisfatória do usuário. É possível imaginar desde
a abertura do portão da casa junto ao acionamento do ar condicionado do quarto, até o
toque do despertador com o funcionamento da cafeteira. São dois exemplos que mostram
a comunicação direta entre as máquinas e, em grande escala, indica o grande volume de
dados trocados.
Essas inúmeras conexões e a exigência das atividades envolvidas demandam grande
estrutura para troca de dados que o 5G pode fornecer. É objetivo deste tópico apresentar
as características gerais, arquitetura, espectro e o processo regulatório.
13
14
4.1 Características Gerais
A tecnologia de rede móvel se aprimora para acompanhar a necessidade dos usuá-
rios. Da primeira geração até a quarta foram acopladas tecnologias para melhorar a
experiência do serviço oferecido, como visto na �gura 4.1. Começou com o conceito de
células, onde foi possível ganhar mobilidade para acesso a comunicação. Depois, esse
sistema ganhou robustez para alcançar um número maior de pessoas. Até esse momento,
o usuário demandava apenas o serviço de voz. Na terceira geração, evidenciando a nova
tendência de consumo, foi inserida a banda larga móvel, otimizando o tráfego de dados,
até chegarmos nos dias atuais onde essa mesma banda larga móvel é cada vez mais exigida
pelo grande consumo de conteúdo multimídia móvel, streaming de vídeo de alta qualidade
e a a�rmação das redes sociais como plataforma de conteúdo e notícias.
Figura 4.1: Evolução da Rede Móvel
A quinta geração enquanto não possuía padronização de�nida era desenvolvida
pela ITU, que comandava os estudos do gerenciamento do espectro de rádio para fornecer
regulamentos internacionais para operacionalização do 5G. Como a própria ITU de�ne
as comunicações de quinta geração, a IMT-2020, são �sistemas móveis que incluem novas
interfaces de rádio que suportam novos recursos para além de sistemas IMT-2000 e IMT-
advanced� [13].
15
O Sistema IMT-2020 visa oferecer comunicações ultra con�áveis e comunicação
massiva entre as máquinas, além de permitir acesso avançado a banda larga móvel. O
acesso à internet será com altas taxa de dados e enorme con�abilidade, baixa latência e
alta e�ciência espectral em regiões com alta densidade de usuários. Para uma tecnologia
ser considerada provedora de acesso à banda larga móvel IMT-2020 devem atender os
seguintes requisitos, como visto na �gura 4.2 [14].
Figura 4.2: Paramêtros de Transmissão do 5G
4.2 Arquitetura
Para atender os requisitos do sistema 5G, será necessária uma mudança disruptiva
na arquitetura da rede até então promovida pelas gerações anteriores. As operadoras
móveis terão duas opções para desenvolver sua rede. A primeira é optar por uma im-
plementação que ofereça experiência E2E (end to end) 5G, ou seja, oferecer ao usuário
uma vivência do 5G de ponta a ponta, essa rede é dita 5G StandAlone (SA). A segunda
é ser um acréscimo e receber sustentação da rede LTE (4G), essa rede é conhecida como
5G Non StandAlone (NSA). Elas se diferenciam em termos de complexidade de imple-
mentação, enquanto a NA precisa de tempo para ganhar maturidade até ser um serviço
operacionalizado e comercial, a NSA oferece serviços limitados do sistema 5G, porém com
integralização descomplicada na rede atual.
16
Figura 4.3: Arquitetura da Rede 5G
Ao contrário das gerações anteriores que exigem acesso e implantação simultâneos
do núcleo da rede da mesma geração, com 5G, elementos de gerações diferentes podem
ser integrados em con�gurações diferentes. Como podemos ver na Fig. 4.3 o sistema
NSA possui uma rede de acesso 5G, mas o core da rede ainda pertence a tecnologia 4G.
O 4G Evolved Packet Core (EPC) é signi�cativamente diferente do 5G core, com o 5G
core a virtualização e o projeto de software nativo na nuvem é alavancado em níveis sem
precedentes. A diferença de tecnologia promove mudanças, incluindo a migração para
onda milimétrica, MIMO massivo, fatiamento da rede e, essencialmente, todos os outros
elementos discretos do diverso ecossistema 5G.
4.3 Espectro
Mais largura de banda de espectro será necessária para implantar redes 5G que
o 4G para os requisitos de alta capacidade, aumentando a necessidade de espectro. Em
consequência, a indústria está fazendo esforços conjuntos para harmonizar o espectro 5G
[15].
Habilitar redes 5G exigirá uma combinação de espectro de banda baixa, média e
alta para liberar a alta velocidade e baixa latência que serão as marcas do 5G, para su-
17
portar a densidade de dispositivo mais alta que sustentará essas inovações e para fornecer
todas essas vantagens em todo o país. Uma combinação robusta é necessária porque cada
faixa de frequência oferece benefícios e desa�os exclusivos [16].
Existem diversas aplicações possíveis com o uso do 5G, cada uma com caracte-
rísticas e maturidade diferente para implementação. De acordo com o Relatório Setting
the Scene for 5G: Opportunities and Challenges (2018), foram de�nidos e agrupados três
principais: enhanced mobile broadband (eMBB), massive machine-type communications
(mMTC) e ultra-reliable and low-latency communications (URLLC)[15].
� Banda Larga Móvel aprimorada (eMBB, do inglês, enhanced mobile broadband):
esperado para ser o uso inicial para o 5G e permitirá disponibilizar banda larga em locais
densamente povoados, permitindo streaming de alta velocidade em casa e em aplicações
móveis, fazendo-se uso de realidade virtual e aumentada. Poderá contribuir com o desen-
volvimento da economia colaborativa, além de se mostrar como alternativa para a última
milha em locais carentes de conexão de �bra;
� Comunicação Massiva Tipo Máquina (mMTC, do inglês, massive machine-type
communications): o desenvolvimento de redes de sensores de baixa potência deverá im-
pulsionar o desenvolvimento das cidades inteligentes. A con�ança e robustez das redes
5G permitirão seu uso em diversas aplicações críticas, como segurança pública e controle
do suprimento de energia e água. O uso de sensores em áreas rurais permitiráo avanço
na agricultura inteligente, permitindo o monitoramento de plantações em tempo real;
� Comunicação Ultra Con�ável e de Baixa Latência (URLLC, do inglês, ultra-
reliable and low-latency communications): a baixa latência e a con�abilidade dos sis-
temas 5G possibilitará a evolução do transporte autônomo, por meio da comunicação
entre veículos, além de aplicações que exijam tomada de decisões em tempo real, como
telemedicina e automação de processos industriais
18
Figura 4.4: Cenários de uso 5G
Como é de se esperar, as mencionadas aplicações exigirão um desempenho consi-
deravelmente superior da rede. A �gura 4.5 apresenta a variação da taxa de transferência
e de atraso suportado para cada tipo de aplicação:
Figura 4.5: Taxas do 5G
Desta forma, diferentes bandas de espectro serão necessárias para suportar todos os
casos de uso. As operadoras de telefonia móvel, portanto, devem considerar a viabilidade
de diferentes opções para atender aos casos de uso inicialmente pretendidos e garantir a
interoperabilidade de suas redes. Em termos de características físicas, o espectro pode ser
19
dividido em três faixas de frequência: até 1 GHz, até 6 GHz e acima de 6 GHz.
As bandas até 1 GHz são adequadas para suportar serviços IoT e estender a co-
bertura de banda larga móvel das áreas urbanas às suburbanas e rurais. Isto porque as
propriedades de propagação do sinal nessas frequências permitem que o 5G crie grandes
áreas de cobertura e penetre por dentro dos edifícios
As bandas de 1-6 GHz oferecem um equilíbrio razoável de cobertura e capacidade
de transmissão para os serviços 5G. Há uma quantidade razoável de dispositivos móveis
existentes nesse espectro de banda que pode ser usado para as implantações iniciais do
5G.
As bandas de espectro acima de 6 GHz fornecem capacidade graças à grande largura
de banda que podem ser alocados para comunicações móveis e, assim, habilitar aplicações
aprimoradas da experiencia do 5G. A desvantagem de usar banda alta do espectro é o
tamanho de cobertura muito reduzido de cada célula e sua suscetibilidade a interferência.
Figura 4.6: Frequência de uso para cada meio - 5G
Portanto, para cada faixa de espectro, é impraticável o uso de apenas uma única
banda de frequência que possa atender aos requisitos de rede 5G. A ITU desenvolve os
requisitos técnicos de IMT-2020, e de�ne que as operadoras de telefonia precisam de
pelo menos 100 MHz de largura de banda para garantir as aplicações e casos de uso
originalmente de�nidos. Para frequências acima de 6 GHz, cada operadora requer até 1
GHz de largura de banda.
20
4.4 Processo Regulatório No Brasil
Em janeiro de 2020 foi publicado pelo Diário O�cial da União a portaria de número
418 que estabelece diretrizes para os certames licitatórios das faixas de radiofrequências
de 700 MHz, 2,3 GHz, 3,5 GHz e 26 GHz e de�ne critérios para a proteção dos usuários
que recebem sinais de TV aberta e gratuita por meio de antenas parabólicas na Banda
C satelital, adjacente à faixa de 3,5 GHz. O debate sobre como se deu a licitação das
frequências utilizadas para o IMT-2020 foi discutido por um considerável tempo, com par-
ticipação de todo setor, isso inclui a Agencia Nacional de Telecomunicações (ANATEL),
Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTIC), pequenas e grandes empresas e
os sindicatos da áreas.
A proposta inicial da ANATEL para licitação das faixas de radiofrequências foi
apresentada da seguinte forma:
� 708 a 718 MHz e 763 a 773 MHz (Faixa de Cobertura)
� 2.300 a 2.390 MHz (Faixa de capacidade)
� 3.300 a 3.600 MHz (Faixa de capacidade)
� 24,3 a 27,5 GHz (Faixa de desempenho)
No comunicado �ca evidente a preocupação em relação ao con�ito na faixa de 3,5
GHz. Como considerado anteriormente essa faixa de frequência é destinada a operação de
comunicação via Satélite, entre 3,625 e 4,2 GHz, especi�camente o enlace de descida da
banda C, que é utilizado, inclusive, para oferecer sinal de TV aberta via satélite (TVRO).
Os interessados no leilão 5G, entretanto, apontam que a faixa compreendida entre
3,6 e 3,7 GHz se mostra com uma opção para a ampliação da quantidade de espectro a
ser inserida no certame. Essa faixa é imediatamente adjacente a porção de espectro já
considerada, o que possibilitaria maior ganho de e�ciência no uso do espectro de 3,5 GHz,
permitindo formar maiores blocos de frequência e/ou a entrada de novos prestadores.
Além disso, a parcela do espectro localizado ao redor da frequência de 3,5 GHz é
considerada a base dos serviços iniciais do 5G, sendo a principal banda média harmoni-
zada em caráter global, e no Brasil, a faixa de 3,5 GHz é considerada a primeira a ser
especi�camente utilizada para serviços móveis 5G.
Deste modo, para que a faixa leiloada não seja limitada o su�ciente para que não
possa propiciar satisfatória implantação do 5G, e ainda adotar medidas de fomento à
ampliação do cenário competitivo, é sugerido a inclusão no Edital de Licitação de 100
21
MHz adicionais na faixa de 3,5 GHz.
A nova proposta para licitação seria dada da seguinte forma:
� 708 a 718 MHz e 763 a 773 MHz
� 2.300 a 2.390 MHz
� 3.300 a 3.700 MHz
� 24.3 a 27.5 GHz
Finalmente, em fevereiro de 2021 foi publicado pela ANATEL a minuta do edital
de licitação que de�nia a resolução do impasse [17].
Em relação a banda e a frequência leiloada na faixa de 3,5 GHz foi declarado que:
�Lotes Tipo B, C e D - A expedição de autorização para uso de Ra-
diofrequências em caráter primário de blocos de 80 MHz ou de 20 MHz na
Subfaixa de Radiofrequências de 3.300 MHz a 3.700 MHz, disciplinada pelo
Anexo à Resolução nº 711, de 28 de maio de 2019, com as alterações promo-
vidas pela Resolução nº XXX, de XX de XXXX de 202X, pelo prazo de 20
(vinte) anos, prorrogável a título oneroso, na forma da regulamentação vigente
à época do vencimento;�
Formalizando a proposta de aumento de banda inicial da faixa reservada para
aplicações da quinta geração móvel. Em seguida, sobre as Condições de Uso da Subfaixa
de Radiofrequências de 3.300 MHz a 3.700 MHz foi dito:
�As Proponentes vencedoras dos lotes B1 a B4 ressarcirão os custos para
migração da recepção do sinal de televisão aberta e gratuita por meio de antenas
parabólicas na banda C satelital para a banda Ku e os custos decorrentes da
desocupação da faixa de 3.625 MHz a 3.700 MHz, hoje atribuída ao Serviço
Fixo por Satélite (FSS).�
Os vencedores dessa faixa deverão arcar com os custos para garantir que os be-
ne�ciários tenham acesso ao sinal de televisão aberta e gratuita transmitidos na banda
Ku. Para garantir e �scalizar os recursos para migração de banda foi criado um grupo de
acompanhamento. Também está previsto as obrigações dos ganhadores quanto ao serviço
prestado:
�A Proponente vencedora dos Lotes B1 a B4 e dos Lotes D33 a D36
deverá, ainda, atender ao compromisso de instalar Estações Rádio Base � ERB
que permitam a oferta do SMP por meio de padrão tecnológico igual ou supe-
rior ao 5G NR release 16 do 3GPP, mediante ativação de portadora com largura
de banda contínua igual ou superior a 50 MHz, garantindo os requisitos neces-
sários para viabilização dos conceitos URLLC (Ultra Reliable Low Latency),
22
mMTC (massive Machine Type Comunication) além do eMBB (enhanced mo-
bile broadband).
Além da questão da garantia técnológica o edital também exige um cronograma
de aplicação prevendo até o �m de 2022 que as capitais já tenham essa rede disponível.
Essas foram as principais decisões que cercam o tema.
Capítulo 5
SEAMCAT
Este capítulo tem como objetivo apresentar o software utilizado para modelar o
con�ito descrito ao longo do presente trabalho e suas funcionalidades.
Como visto anteriormente, o espectro de rádio é um recurso limitado. E, só pode
ser utilizado de forma otimizada se for garantida a compatibilidade entre os sistemas de
radiocomunicações localizados na mesma faixa de frequência ou em faixas adjacentes.
O SEAMCAT (Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo AnalysisTool) é
um software gratuito desenvolvido na CEPT (Conferência da Autoridade Europeia de
Correios e Telecomunicações) que utiliza o método de análise Monte Carlo para avaliar
estatisticamente a quantidade de interferência que pode existir entre os diferentes sistemas
de radiocomunicação. Esta implementação de software permite considerações rápidas, po-
rém con�áveis, de distribuições espaciais dos sinais recebidos e a probabilidade estatística
resultante de interferência em uma ampla variedade de cenários. Ao adaptar as condições
operacionais dos diferentes sistemas no que diz respeito à probabilidade de ultrapassar o
critério de interferência, pode ser identi�cado o uso mais e�ciente do espectro de rádio
[18].
5.1 Funcionamento
Nesta ferramenta, os parâmetros do transmissor e do receptor podem ser ajustados
em um ou mais sistemas, presentes ou não, que atuarão como interferente ou vítima. A
simulação deve ter 4 componentes básicos:
23
24
1. Link do transmissor de interferência (Interference Link Transmitter-ILT )
2. Link do transmissor da vítima (Victim Link Transmitter-VLT )
3. Link do receptor de interferência (Interference Link Receiver -ILR)
4. Link do receptor da vítima (Victim Link Receiver-VLR).
Figura 5.1: Cenário da Simulação SEAMCAT
Uma série de parâmetros podem ser de�nidos para a construção desses sistemas,
tais como: a localização da estação transmissora, potência de transmissão, ganho da
antena, frequência de uso, padrão de radiação, altura da antena, etc. Uma vez efetuada
as devidas con�gurações dos sistemas, o método de Monte Carlo será aplicado para obter
a média dos resultados de cada evento gerado. Com base nestes resultados, é efetuado o
cálculo de interferência.
O SEAMCAT possibilita estudos relacionados a:
� Compartilhamento e compatibilidade com diferentes tipos de equipamentos, ope-
rando nas mesmas frequências ou em bandas adjacentes;
� Avaliação do impacto do uso de diferentes máscaras de transmissão e recepção;
� Avaliação dos limites aplicados de emissões indesejadas (espúria e fora de banda),
bloqueio ou níveis de intermodulação.
25
5.1.1 Método de Monte Carlo
O método de Monte Carlo refere-se a uma técnica de simulação usada para realizar
processos aleatórios e obter amostras aleatórias de uma dada função de densidade de
probabilidade [19].
Em diversas circunstancias, este método não precisa ser descrito, nem necessá-
rio escrever uma equação diferencial descrevendo o comportamento do sistema, apenas
precisa-se usar a função de densidade de probabilidade (pdf) para simular diretamente o
processo físico.
Uma vez que a pdf dos parâmetros mais relevantes é conhecida (por exemplo,
a posição da fonte de interferência em relação à vítima, a intensidade do sinal de link
necessária da vítima, os canais/frequências usado pela vítima e a fonte de interferência),
o método de Monte Carlo gera amostras a partir de eventos aleatórios para cada evento em
uma determinada cena. Se eventos su�cientes forem considerados, os resultados podem
ser avaliados com maior precisão com base na média dos resultados da análise para obter
o valor de interferência estimado para cada situação.
A ferramenta modela um receptor vítima operando em uma variedade de fontes
de interferência que podem pertencer ao mesmo sistema de vítima, diferentes ou ambos.
A forma de distribuição de interferência varia de acordo com as preferências do usuário.
Este método inclui várias análises de interferência, como emissões indesejadas, bloqueio
do receptor, produtos de intermodulação, interferência co-canal e do canal adjacente.
Normalmente, a razão C/I disponível na entrada do receptor da vítima é calculada
usando tanto o iRSS (intensidade do Sinal Recebido de Interferência) e o dRSS (Inten-
sidade do Sinal Recebido desejada). A Figura a seguir ilustra os vários níveis de sinal
usados para determinar se a interferência está ou não ocorrendo.
26
Figura 5.2: Casos de Interferência
Em 5.2(a), não há interferência. Neste caso, o VLR está recebendo o dRSS com
alguma margem de segurança acima de seu nível de sensibilidade. O nível de sinal da
vítima é a soma da sensibilidade e margem de sinal desejada l [18].
Em 5.2(b), ilustra o caso de interferência tolerável. A potência de interferência
iRSS aumenta a potência de piso de ruído, resultando em um aumento do piso de ruído.
O exemplo apresenta um aumento de 1 dB do piso de ruído causado por um iRSS 6 dB
abaixo do piso de ruído. Como resultado, a margem de sinal desejada também é reduzida
em 1 dB, assumindo uma potência de sinal desejada constante. No entanto, como a
margem de sinal desejada original é muito maior, a interferência é tolerável - ou seja, a
relação C/I disponível na entrada do receptor é maior do que o S/N necessário para a
operação do sistema [18].
27
Em 5.3(c), mostra o caso de interferência que não pode ser tolerada - ou seja, a
operação do sistema é prejudicada. A soma de potência de todos os sinais de interferência,
incluindo o nível de ruído do receptor, resulta em um margem de sinal desejada insu�ciente
- ou seja, a relação C/I disponível na entrada dos receptores é menor que a relação S/N
[18].
5.2 Cenários: De�nição da Análise
De acordo com a recomendação da ITU M.2101-0, de uma perspectiva de implan-
tação, vale a pena categorizar as redes de acesso de rádio IMT-2020 como externas ou
internas e como cobertura de área grande ou pequena. Desta forma, dos 3 cenarários, uti-
lizaremos apenas 2 para simular a visualização do con�ito proposto que estão classi�cados
em 2 categorias de rede de acesso de rádio [20].
Tabela 5.1: Parâmetros 5G
Frequência 3550 MHz
Tipo de Área Urbana Suburbana
Raio 300 m 100 m
Altura da Antena 20 m 6 m
Setorização 3 sectors Single sector
Downtilt 10° n.a
Padrão da Antena ITU-R F.1336 omni
EIRP 61 dBm 29 dBm
Ganho da Antena BS 18 dBi 5 dBi
Ganho da Antena UE -4 dBi -4 dBi
Máxima Potência de Saída UE 23 dBm 23 dBm
Tabela 5.2: Parâmetros TVRO
Frequencia 3550 MHz
Faixa de Frequencia de recepção 6 MHz
Limiar de Saturação -60 dBm
Ganho da Antena 32 dBi
Altura da Antena 6 m
Macro Rural: O cenário de implantação rural concentra-se em uma ampla cober-
tura. As antenas da estação base são normalmente implantadas no topo da torre.
Macro Urban: O cenário macro urbano concentra-se em edifícios de vários andares
com antenas de estação base normalmente no nível ou acima da linha do telhado. A
28
energia da estação base pode variar dependendo da implantação local e das necessidades
de cobertura. Os usuários podem estar ao ar livre ou dentro de casa. Os repetidores para
cobertura interna, se houver, são considerados equivalentes e, portanto, tratados como
equipamentos de usuário (UEs).
Micro Urban: O cenário microurbano concentra-se em edifícios de vários andares
com antenas de estação base abaixo da linha do telhado. Antenas de estação base são
normalmente implantadas como antenas de setor único ou antenas formadoras de feixe
com baixa potência de saída. O cenário de implantação tem um ambiente em que o
bloqueio, múltiplas difrações ou espalhamento são dominantes perto das antenas e os
usuários podem estar ao ar livre ou dentro de casa.
Neste trabalho, o cenário macro rural não será simulado devido a metodologia de
implantação proposta pela agência reguladora. Os primeiros lugares a receber a tecnologia
5G serão os grandes centros e capitais. Logo, os cenários macro urbano e micro urbano
se apresentam como de maior interesse para esse estudo.
Con�guração da Rede
Neste trabalho, considerou-se uma rede 5G (IMT-2020) como enlace interferente
e o enlace de satélite que recebe sinais de transmissões de TV (TVRO) como vítima. A
análise de interferência realizada no trabalho proposto é a de co-canal, pois trata-se do pior
caso. Desta forma, o estudo depende apenas da banda de frequência da portadora, não
havendo necessidade de estudar o vazamento das extremidades da banda de transmissão.
5.2.1 Rede 5G
Na rede 5G, que é o sistemainterferente, con�guram-se os parâmetros mostrados
na Tabela 5.2, os quais são baseados na Recomendação ITU M.2101-0 e na recomendação
ITU M.2292-0. Nesta análise, para o cenário macro urbana o sistema 5G foi composto
por uma BS de altura de 20 m, com raio da célula de 300 m, potência de 61 dBm e ganho
da antena de 18dBi. Para o cenário micro urbano o sistema é de�nido por uma BS de
altura de 6m, com raio da célula de 100 m, potência de 29 dBm e ganho da antena de
5dBi. Em ambos os casos é considerada uma altura de 1.5 m para as UE's. Utilizou-se a
largura de banda de 100 MHz centralizada em 3.550 MHz [20] [21].
29
5.2.2 TVRO
Os parâmetros usados na de�nição do sistema TVRO, sistema interferido, consi-
deram que a antena está instalada a uma altura �xa de 6 m. Quanto ao diagrama de
radiação da antena receptora, a Rec. ITU-R S. 465-6 de�ne um diagrama de referência
para ser utilizado em avaliação de coordenação e interferência. O ganho máximo da an-
tena na direção do lóbulo principal é de 32 dBi, equivalente a um diâmetro de antena
de 1,5 m. O apontamento da antena no plano de elevação está entre 48º e 80º, o que
corresponde a antenas instaladas no sul e no norte do Brasil e apontando para o satélite
brasileiro BrasilSat C2 em 70ºW, que é o satélite mais acessado para acesso a aplicação
TVRO [22].
Objetivo das simulações é veri�car a saturação ocorrida nos sistemas TVRO, ale-
atoriamente dispersos dentro da rede IMT-2020 com uma distância mínima da BS. Para
veri�car se o receptor de TVRO é saturado devido à presença do sistema IMT-2020 na
faixa de frequência estudada, é analisado se a potência do interferente no receptor de
TVRO é maior ou igual algum limiar de saturação. No mercado brasileiro, um valor co-
mum é de -60 dBm. Entretanto, há também receptores de melhor qualidade com -45 dBm
(ou até menos -40 dBm). Esses LNBF são normalmente vendidos como "LNB robustos
que protegem contra outros sinais terrestres"[23] [24].
Capítulo 6
Resultados
O presente trabalho abordou o estudo de coexistência entre a rede 5G (IMT-2020)
e recepção de TV via antena parabólica na faixa de 3,5 GHz. O tema, como visto ao longo
do trabalho, é de grande importância para as telecomunicações e de interesse comum da
sociedade. Por outro lado, a TV via antena parabólica é uma tecnologia estabelecida
que garante, por muitas vezes, a única forma de entretenimento da população. O 5G
apresenta-se como o futuro, gerando infraestrutura necessária para novos formatos de
negócios. Pertencente a esse con�ito está a faixa de frequências que os dois sistemas
usam, 3,5 GHz, e, a ANATEL que de�nirá qual a melhor caminho seguir em relação a
alocação desses sistemas no espectro.
Dessa forma, foram analisados o impacto da interferência co-canal para dois cená-
rios: urbano e suburbano. Para obtenção dos resultados aqui apresentados, foi utilizado
o método de simulação de Monte Carlo (SEAMCAT).
Para que haja um nível de proteção aceitável ao sistema de TV, permitindo o con-
vívio harmonioso entre as tecnologias em questão, este limiar deve ser de 5 por cento.
Este valor é utilizado em diversos estudos de interferência. Portanto, quando a probabili-
dade de interferência resultar em um valor acima deste limite máximo, a interferência será
considerada prejudicial para o funcionamento da DTV, caso contrário, o sistema vítima
funcionará satisfatoriamente.
Os resultados dos cenários simulados, onde o transmissor-interferente (IMT-2020)
provoca interferência no receptor-vítima (TVRO). O sistema interferente e vítima foram
construídos de forma independente no simulador, escolhendo a biblioteca de sistema ge-
nérico para o sistema TVRO e para o IMT 2020 a biblioteca IMT-2020 Downlink Macro,
30
31
respeitando todos os valores de referência presentes nas recomendações internacionais
citadas e detalhadas anteriormente.
Desta forma, a interferência da rede 5G sobre a TVRO foi analisada por meio da
relação C/I no receptor da TVRO. Esta relação é um critério comumente utilizado em
estudos de compartilhamento e compatibilidade, na qual é de�nida como razão entre a
densidade de potência do sinal desejado C e a densidade de potência do sinal interferente
I sobre o receptor, em dB. O valor C/I utilizado foi de 12 dB. Este limiar irá estabelecer a
distância mínima necessária para proteção do sistema. Ou seja, quando a probabilidade
de interferência alcançar 5 por cento do valor delimitado será determinada a distância
mínima para a coexistência dos sistemas.
Portanto, pode-se a�rmar interferência entre os sistemas podendo coexistir no ce-
nário urbano com uma distância mínima de 90 km e no sub-urbano uma distância 60 km
conforme as �guras 6.1, 6.2, 6.3 e 6.4
Figura 6.1: Grá�co com Probabilidade de Interferência do Sinal Indesejado - PDF
Assim, pode-se veri�car que a distância mínima para a coexistência é grande o
su�ciente para que não seja viável o compartilhamento de banda.
32
Figura 6.2: Grá�co Probabilidade de Interferência do Sinal Indesejado - CDF
Figura 6.3: Distância Mínima para Coexistência dos Sistemas no Cenário Urbano
Figura 6.4: Distância Mínima para Coexistência dos Sistemas no Cenário Suburbano
Capítulo 7
Conclusão
Diante desse debate, podemos a�rmar que o futuro exige organização. E, cabe a
ANATEL gerir esse bem e atender o interesse público. É inviável desassistir a população
que possui o sinal de TV aberta via satélite e, ao mesmo tempo, é inegável a importância
do avanço tecnológico da 5ª geração da telefonia móvel e os benefícios que ela trará para
a comunidade, além dos recursos que serão movimentados para o estado.
O tema proposto para discussão do presente trabalho é contemporâneo e discutido
pelos órgãos públicos, empresas privadas e comunidade civil. Há soluções diferentes para a
interferência. Uma das vertentes apresentou como medida a migração da TV por satélite
da Banda C para Banda Ku. A outra sugeriu a adição de um �ltro LNBF para mitigar
o con�ito.
A solução escolhida foi a migração do TVRO para frequências superiores na banda
Ku já que essa alternativa apresenta a vantagem de resolver de forma de�nitiva a situação.
Além disso, outro bene�cío que poderá ser atingido com a utilização da banda Ku regu-
lamentada para o serviço de TVRO diz respeito à evolução tecnológica da radiodifusão.
Essa decisão traz algumas responsabilidades para os ganhadores do certame em
relação a faixa anteriormente ocupada. Para TVRO deve ser promovido uma antena de
recepção, o serviço de instalação da antena e seus acessórios e con�guração do equipamento
de recepção, já para o Serviço Fixo por Satélite (FSS) será necessário arcar com o custo das
trocas de equipamentos, reapontamento de antenas e serviços técnicos, além do pagamento
das taxas eventualmente incidentes em razão da mudança da frequência.
Para disciplinar e �scalizar a aplicação dos recursos, a Anatel constituirá o Grupo
de Acompanhamento da Implantação das Soluções para os Problemas de Interferência
33
34
na faixa de 3.626 a 3.700 MHz (GAISPI), para Uso de Radiofrequências na Faixa de 3,5
GHz. Também é exigido um prazo mínimo para a implatanção da tecnologia 5G com
um padrão tecnológico de�nido para o uso das aplicações da nova geração de telefonia
móvel. É possível imaginar que até o �nal de 2022 teremos uma sociedade desfrutando
dessa tecnologia.
Por �m, como elemento civil, cabe o acompanhamento para que não haja desam-
paro de nenhuma parcela da sociedade e lograr da futura tecnologia, agora, com o rumo
regulatório já de�nido.
35
Referências Bibliográ�cas
[1] Lei Geral das Telecomunicações - LEI Nº 9.472, DE 16 DE JULHO DE 1997.
[2] Caria de Moraes, Eliabete. - Fundamentos de Sensoriamento Remoto - INPE
[3] Estudo de Convivência entre o Sistema de Recepção Residencial de TV via Satélite em
banda C (TVRO) e o Sistema 5G na faixa de frequência de 3,5 GHz - SindiTelebrasil
[4] Moreira, Moisés Queiroz - Conselheiro Anatel, VOTO Nº 1/2020/MM (SEI nº
5178435), de14 de fevereiro de 2020
[5] 5G Spectrum - GSMA Public Policy Position. Julho de 2019 - Disponí-
vel em: https://www.gsma.com/latinamerica/resources/5g-spectrum-gsma-public-
policy-position-2/
[6] MA Protzek, JR Descardeci. Revista Mackenzie de Engenharia e Computação, Ano
3, n. 3, p. 29-59, 2002 editorarevistas.mackenzie.br
[7] Miranda, Glauber Paz. Sistema para Medição da Atenuação devido à Chuva em
Enlances de Satélites na Banda Ku - UFU, 2012
[8] Anatel, Análise nº 201/2013-GCRM, de 5/7/2013
[9] Mattos, Guilherme Marques. Redes de Acesso em Banda Larga Utilizando Sistemas
VSAT e WIFI - PUC-RIO, 2006
[10] Relatório dós Testes de Convivência entre o IMT Operando na Faixa de 3,5 GHz e
Sistemas Satelitais Operando em Faixa Adjacente - ANATEL
[11] Estudo de Convivência entre o Sistema de Recepção Residencial de TV via Satélite em
banda C (TVRO) e o Sistema 5G na faixa de frequência de 3,5 GHz - SindiTeleBrasil
36
[12] PORTARIA Nº 418, DE 31 DE JANEIRO DE 2020 - Ministério da Ciência, Tecno-
logia, Inovações e Comunicações - MCTIC
[13] Lucca, Je�erson de; Gaudencio, Paulo Sérgio - Desa�os da Tecnologia 5G - FATEC
[14] Queiroz, Calil Bento. Comunicações IMT 2020: Interfernecia e Compartilhamento
de Frequências em ondas milimétricas - UnB - Dissertação de Mestrado
[15] ITU, Setting the Scene for 5G: Opportunities and Challenges
[16] SpectrumConsiderations For 5G - ctia
[17] SEI/ANATEL - 6500920 - Minuta de Edital - ANATEL, de 05 de fevereiro de 2021
[18] SEAMCAT Handbook - Disponível em: <http://www.ero.dk/4494FE08-FE9C-
4E0A-BD13- 159B749DA6A1
[19] ITU, Report ITU-R SM.2028-2 - Monte Carlo Simulation Methodology for the Use
in Sharing and Compatibility Studies Between Di�erent Radio Services or Systems.
[20] ITU, Recommendation ITU-R M.2101 - Modelling and Simulation of IMT Networks
and Systems for Use in Sharing and Compatibility Studies.
[21] ITU, Recomenation M.2292-0 (12/2013)- Characteristics of terrestrial IMT-Advanced
systems for frequency sharing/interference analyses
[22] ITU, Recomendation ITU-R S.465-6 - Reference radiatioon patern for earth station
antennas in the �xed-satellite service for use in coordination and interference assess-
ment in the frequency range from 2 to 31 GHz.
[23] Greatek - "http://www.greatek.com.br/produtos/37/pro-2100a"[Online]
[24] SEI/ANATEL - 1555589 - Informe
	Resumo
	Abstract
	Agradecimentos
	Lista de Figuras
	Lista de Tabelas
	Motivação
	Ambiente Televisivo
	Propostas de Solução para o Conflito
	Migração do ecossistema da TVRO para a Banda Ku
	Operação via Satélite: Bandas C e Ku
	Banda C x Ku
	Implementação de Filtros LNBF
	5G:IMT-2020
	Características Gerais
	Arquitetura
	Espectro
	Processo Regulatório No Brasil
	SEAMCAT
	Funcionamento
	Método de Monte Carlo
	Cenários: Definição da Análise
	Rede 5G
	TVRO
	Resultados
	Conclusão
	Referências Bibliográficas