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CONSULTA PÚBLICA Nº 60
    Introdução

    O SUPERINTENDENTE DE OUTORGA E RECURSOS À PRESTAÇÃO DA AGÊNCIA NACIONAL DE TELECOMUNICAÇÕES - ANATEL, no uso das atribuições que lhe foram conferidas pelo art. 156 do Regimento Interno, aprovado pela Resolução nº 612, de 29 de abril de 2013, pelo art. 42 da Lei nº 9.472, de 16 de julho de 1997, e pelo art. 67 do Regulamento da Agência Nacional de Telecomunicações, aprovado pelo Decreto nº 2.338, de 7 de outubro de 1997, decidiu submeter a comentários e sugestões do público geral, a presente tomada de subsídios, com o objetivo de coletar informações da sociedade para orientar as soluções regulatórias na sincronização entre redes que operam em sistemas TDD, bem como objetivando mitigar a ocorrência de interferências nas regiões de fronteiras nacionais e internacionais, constante dos autos do processo nº 53500.025259/2020-41.

    O texto completo da proposta estará disponível na Biblioteca da Anatel, no endereço subscrito e na página da Anatel na Internet, no endereço eletrônico http://sistemas.anatel.gov.br/sacp, a partir das 14h da data da publicação desta Consulta Pública no Diário Oficial da União.

    As contribuições e sugestões fundamentadas e devidamente identificadas devem ser encaminhadas, preferencialmente, por meio do formulário eletrônico do Sistema Interativo de Acompanhamento de Consulta Pública (SACP), indicado no parágrafo anterior, relativo a esta Consulta Pública, no prazo máximo de 45 (quarenta e cinco) dias, a contar da data da publicação desta Consulta Pública no Diário Oficial da União.

    As manifestações recebidas merecerão exame pela Anatel e permanecerão à disposição do público na Biblioteca da Agência.





    TOMADA DE SUBSÍDIOS

    Sincronização de Redes TDD


    Item 1 - Contextualização

    Este documento visa coletar subsídios da sociedade sobre possíveis soluções regulatórias na sincronização entre redes que operam em sistemas TDD(Time Division Duplex), bem como a mitigar as ocorrências de interferências na região de fronteira nacional e internacional. Esta coleta de subsídios não tratará de assuntos relativos à interferência entre sistemas do Serviço Fixo por Satélite e sistemas de quinta geração (5G)TDD operando em 3,5 GHz.

    Deve-se esclarecer que a Anatel busca incentivar que as operadoras busquem consenso e atuem preventivamente para evitar interferências prejudiciais por falta de sincronização entre as redes, ao invés de estabelecer de antemão o modo de sincronização das redes 5G TDD.Assim, o objetivo, a princípio, é de discutir previamente com a sociedade sobre as premissas, princípios e demais aspectos de coordenação de sistemas TDDs através de padronização de tipos de frames, período, sincronismo, PCIs(do inglês, Unique Physical-Layer Cell-Identity Groups), fronteiras internas e externas, níveis de cobertura e distâncias de transição nas fronteiras, etc. Deste modo, será feita a seguir uma breve abordagem teórica, indicando possíveis ações para a coexistência entre sistemas TDD a serem seguidas pela Anatel para tratar ocorrências de problemas de sincronização entre redes TDD.


    Item 2 - Premissas Teóricas

    A literatura técnica demonstra que sistemas que operam em TDD necessitam de sincronização entre redes para poderem operar em um ambiente livre de interferência intrassistêmica(mesma operadora) e interssistêmica (entre diversas operadoras na mesma área de coordenação). Seguindo a referência técnica,faz-se necessário adotar premissas teóricas para análise do presente documento, quais sejam:

    • Todas as redes devem preferencialmente operar de forma síncrona dentro no território nacional, adotando-se o mesmo princípio para as fronteiras internacionais;
    • Em uma rede 5G TDD a sincronização comum e a adoção da mesma estrutura de quadros são aspectos essenciais para o bom desempenho da rede;e
    • A operação assíncrona, em uma mesma área geográfica, leva a uma situação de altaprobabilidadede interferências prejudiciais se não for utilizada faixa de guarda ou se for usada faixa de guarda insuficiente para o caso de operação em canal adjacente, e no caso de operação co-canal necessita de uma distância de coordenação da ordem de dezenas de quilômetros.¹

    Tais premissas de sincronização entre operadores dentro de um país são extremamente necessárias, principalmente, para se evitar interferências e garantir uma utilização eficiente do espectro, isto é, sem uma faixa de guarda adicional e sem filtros mais seletivos nos transmissores. Essas também foram as premissas adotadas pela Austrália, China, União Europeia, ² Japão e Coréia do Sul. Deste modo, solicita-se à sociedade subsídios sobre as premissas por ora adotadas para a sincronização entre redes TDD e se há necessidade de alguma consideração técnica adicional a respeito da sincronização.

     

    ¹ Se a sincronização não for implementada,estudos mostram que as distâncias mínimas necessárias entre redes macrocelulares não sincronizadas podemchegar a 60 km quando operando em modo co-canal e até 14 km ao operar no modo canal adjacente, sem utilização de faixa de guarda, RelatórioECC 296.

    ² ECC Report 296, National synchronization regulatory framework options in 3400-3800 MHz: a toolbox for coexistence of MFCNs in synchronised, unsynchronised and semisynchronised operation in 3400-3800 MHz, Approved 8 March 2019.


    Item 3 - Elementos da Sincronização a serem considerados.

    A literatura técnica aponta que a sincronização compreende três elementos:(i) sincronização de relógio; (ii) sincronização de slot e (iii) sincronização de estrutura de quadro (isto é, a mesma estrutura de quadro).

    Em relação à sincronização do relógio, até o momento foram identificadas as seguintes opções: duas opções metodológicas e uma combinada para os operadores de redes móveis:

    • Esquema de sincronização distribuído com base em satélite (GPS ou redes similares). Procedimento que é utilizado pelo Japão;

    • Esquema de sincronização centralizado com base no sistema IEEE 1588V2. Procedimento adotado na Europa; e,

    • Também é possível usar uma combinação de métodos buscando melhorar a confiabilidade. Tal solução foi adotada na China.

    Em relação ao elemento de sincronização de slots, a literatura técnica representa as configurações típicas de quadros 5G, conforme a Figura 1 abaixo, demonstrando os slots downlink, uplink e especiais. Verifica-se que o slot especial inclui um período de guarda (GP, do inglês, Guard Period) para alternar entre o downlink e o uplink. O slot especial geralmente deve ser configurado com símbolos para o downlink e uplink, dedicando alguns poucos símbolos para o GP.

     Figura 1 - Opções típicas de configuração do quadro TDD (D =slot de downlink, S =slot especial, U =slot de uplink, SCS=subcarrier spacing, Frame = quadro TDD em ms).

    Figura 1 - Opções típicas de configuração do quadro TDD (D =slot de downlink, S =slot especial, U =slot de uplink, SCS=subcarrier spacing, Frame = quadro TDD em ms).

    A respeito da sincronização de quadros, para sistemas operando em frequências intermediária (1 – 6 GHz), propõe-se adotar o entendimento de que: (i) o espaçamento de subportadoras de 15 kHz com duração de quadro de 5 ms foi projetada para coexistência com TD-LTE; (ii) existem opções diferentes para 30 kHz, em função dos tamanhos de quadro de 2 ms, 2,5 ms ou 5 ms para os casos em que não haja a necessidade de coexistência com TD-LTE 3 (faixa de frequência mid-band). Para todos estes casos, observa-se existência de alocação assimétrica entre o downlink e o uplink.

    Entende-se ainda que além da sincronização para convívio entre redes TDD, pode ser necessária, principalmente em regiões de fronteiras nacionais/internacionais, a definição de condições de coordenação, para limitar a interferência por sobreposição de cobertura entre estações rádio base, que podem ser cocanal ou canal adjacente.

    As tabelas abaixo ilustram os níveis de emissão de fronteiras que foram propostos para operações TDD na Europa, no modo sincronizado e não sincronizado.

     Tabela 1 - Níveis de emissão em regiões de fronteiras modo sincronizado.

                                                                    Caso Sincronizado

                Frequência central alinhada

        Frequência central não alinhada

        PCI preferencial

      PCI não preferencial

                    Todos os PCIs

    67 dBμV/5MHz @ 0 km

                  e

    49 dBμV/5MHz @ 6 km

     

       49 dBμV/5MHz @ 0 km

     

              67 dBμV/5MHz @ 0 km

                              e

              49 dBμV/5MHz @ 6 km

     

     Tabela 2 - Níveis de emissão em regiões de fronteiras modo não-sincronizado. 4

                                                                   Caso não sincronizado

             Bloco de frequência preferencial

     Bloco de frequência não preferencial

         PCI preferencial

       PCI não preferencial

                   Todos os PCIs

    45 dBμV/5MHz @ 0 km

                e

    27 dBμV/5MHz @ 6 km

     

       27 dBμV/5MHz @ 0 km

     

                0 dBμV/5MHz @ 0 km

     

     

    Adicionalmente, para a implementação mais eficiente das redes TDD, sugere-se que seja avaliada a situação de convivência em regiões de fronteiras nacionais/internacionais, permitindo a coordenação de operadores nacionais com os estrangeiros por meio de acordos bilaterais ou regionais, para o estabelecimento de subconjuntos de PCIs.

    A tabela abaixo e o mapa, visam exemplificar a subdivisão de seis subconjuntos de PCIs entre fronteiras de países europeus para o caso de utilização de sistemas operando na faixa de 3.400 MHz a 3.800 MHz.

     

       Tabela 3 - Subconjuntos de PCIs nas fronteiras. 5

     

    Figura 2 - Subdivisão de PCIs por fronteiras. 6

     

    Deste modo, propõe-se que sejam adotados os seguintes princípios para a convivência harmoniosa entre sistemas TDD pelas prestadoras:

    • Sincronização (frequência, fase e tempo);

    • Adoção de uma mesma estrutura de quadro;

    • Operadoras nacionais disponibilizam o sincronismo para as vencedoras do bloco regional;

    • Operadoras regionais se sincronizam com os mesmos parâmetros de sincronismo das nacionais, etc.;

    • Blindagem de antena;

    • Desapontamento das antenas em relação à fronteira (incluindo tilting);

    • Uso de antenas direcionais inteligentes;

    • Redução/limitação da altura da antena;

    • Redução da potência do transmissor;

    • Implantação de redes heterogêneas perto da fronteira (ou seja, implantar micro e pico base station);

    • Adoção, caso necessária, de faixa de guarda;

    • Separação geográfica entre as redes (definição de buffer zone).

    Nesse sentido, solicita-se à sociedade que comente se os elementos de sincronização, se os princípios adotados e a fundamentação técnica ora exposta são adequadas para um possível estabelecimento de requisitos técnicos e operacionais baseado em princípios de boas práticas de engenharia, para tratar de coordenação nacional e internacional, em especial no tocante a sincronização entre redes TDD.

     

     

    3. Não há sistemas LTE-TDD, na mesma faixa de frequência, pré-existentes, ou já implantados na rede.

    4. A não sincronização ao longo das fronteiras impactaria drasticamente as implantações.

    5. https://www.ecodocdb.dk/download/08065be5-1c0b/REC1501.PDF

    6.https://www.ecodocdb.dk/download/08065be5-1c0b/REC1501.PDF


    Item 4 - Possíveis etapas para a solução de coordenação

    Em decorrência dos subsídios recebidos a partir das premissas e princípios acima propostos, a Agência estabelecerá condições de convivência de redes TDD, e poderá adotar um procedimento para a solução de eventuais problemas de sincronização entre redes TDD no qual se propõe os seguintes passos:

    Passos de Coordenação:

    1. A mediação entre os operadores para que busquem uma solução em comum acordo;

    2. Caso não ocorra acordo propõe-se os seguintes passos a serem considerados:

      1. Se a maioria das operadoras nacionais acordar um formato, a minoria, que não estiver de acordo, ou operadoras regionais 7, para poder usar outro formato deverá ser adotada faixa de guarda ou buffer zone;

      2. Caso não haja uma maioria determinada e que a minoria não concorde em adotar sincronismo único, a Anatel poderá, entre outras alternativas, adotar os seguintes frames:

        1. FR1 (Frequency Range 1) - frame DDDSU 2,5 ms, 30 kHz;

        2. FR2 (Frequency Range 2) - frame DDSU 1 ms, 120 kHz.

    3. A Anatel espera que os operadores/fabricantes apresentem um plano de divisão de PCIs para fronteiras internas e para fronteiras externas, plano esse que balizará o estabelecimento de acordos com os países fronteiriços ou nas fronteiras internas do país. Caso não seja apresentada uma proposta a agência adotará um esquema utilizado como, por exemplo, acordo HCM (HCM agreement 8), ECC Recommendation (15)01 9 e fará uma subdivisão dos grupos de PCIs por fronteira;

    4. Para limitar problemas de sobrealcance e interferências mesmo em casos de redes sincronizadas, a Agência poderá limitar a altura máxima da antena frente à altura média do terreno principalmente nas proximidades de fronteiras (≤ 1 km) internas/externas. Espera-se que os operadores/fabricantes apresentem uma sugestão de valor ou de proposta de controle; e,

    5. Além da adoção dos passos acima descritos, a imposição de limitação de potência, tilting, ou quaisquer outros métodos de mitigação de interferência poderão ser utilizados.

    Por fim, solicita-se que as contribuições e comentários a presente tomada de subsídios sejam apresentados em forma de propostas concretas, preferencialmente, já demonstrando algum consenso de ações a serem tomadas, por exemplo, entre as prestadoras que pretendem operar com sistemas TDD (2,3 GHz e 3,5 GHz), e contendo justificativas objetivas embasadas tecnicamente.

     


    7. Parte-se do pressuposto que as operadoras nacionais disponibilizam o sincronismo para as vencedoras do bloco regional. E as Operadoras regionais se sincronizam com os mesmos parâmetros de sincronismo das nacionais.

    8.  http://www.hcm-agreement.eu/

    9.  https://www.ecodocdb.dk/download/08065be5-1c0b/REC1501.PDF