A partire dal lancio del primo satellite geostazionario nel 1964, i sistemi di comunicazione Terra-spazio si sono evoluti rapidamente, con un ritmo ancora più sostenuto negli ultimi due decenni. I sistemi SatCom oggi comprendono grandi costellazioni non geosincrone in grado di fornire copertura globale a banda larga a frequenze comprese nella gamma 20-50 GHz. Lo stesso scenario caratterizza i sistemi di esplorazione spaziale e di osservazione della Terra attraverso sonde per lo spazio profondo e satelliti LEO dotati di sensori ad alta risoluzione che operano nella stessa banda di frequenza. Quasi contemporaneamente all’evoluzione dei sistemi di comunicazione Terra-spazio, anche il mondo delle comunicazioni mobili terrestri ha visto una graduale ma costante crescita, passando dalla prima generazione analogica (1G) alla recente quarta generazione (4G), che è lo standard attuale in diversi Paesi del mondo. Oggi la quinta generazione (5G) sta rapidamente avanzando verso la maturità, mentre la sesta (6G) è già un tema di ricerca a livello mondiale. Mentre fino alla quarta generazione i sistemi mobili terrestri hanno utilizzato frequenze limitate a circa 5 GHz, la necessità di supportare la sempre crescente domanda di velocità e traffico dati ha spinto a utilizzare, per le reti 5G, la porzione di spettro a onde millimetriche per l’accesso radio, in particolare frequenze di almeno 26 GHz.
Di conseguenza, a causa del rapido incremento dei sistemi wireless per le comunicazioni terrestri e spaziali, lo spettro della radiofrequenza sta diventando una risorsa sempre più preziosa, che ha spinto a condividere diverse bande di frequenza tra diversi servizi radio e tra diversi operatori di servizi radio simili. Per garantire la coesistenza dei sistemi terrestri e spaziali coinvolti, è importante poter prevedere con ragionevole precisione la potenziale interferenza tra essi. Diversi meccanismi concorrono tipicamente a generare interferenza, tra cui la diffusione di potenza elettromagnetica indotta dalle idrometeore, su cui si concentra il progetto PRISM. Questo effetto può verificarsi ogni volta che le particelle troposferiche (ad esempio gocce di pioggia, grandine, fiocchi di neve, ...) riempiono il volume definito dall’intersezione dei fasci d’antenna di due collegamenti che operano alla stessa frequenza: ogni particella diffonderà una parte della potenza elettromagnetica impattante in quasi tutte le direzioni, compreso il percorso verso il ricevitore interferito.
In questo contesto, l’obiettivo principale del progetto PRISM è quello di sviluppare un modello completo per predire l’interferenza dovuta alla diffusione elettromagnetica indotta delle precipitazioni che, a sua volta, mira a supportare le pratiche di gestione delle frequenze e le attività di regolamentazione delle radiocomunicazioni. Il modello nasce per essere applicabile a scenari diversificati, tra cui: interferenza tra una stazione terrestre per servizi spaziali (ad esempio comunicazioni satellitari, esplorazione spaziale e osservazione della Terra) e una stazione terrestre che fa parte delle reti mobili (ad esempio una stazione base e un collegamento terrestre); interferenza indotta su un satellite da qualsiasi stazione terrestre che fa parte delle reti mobili; interferenza tra un satellite e un altro satellite. Lo sviluppo del modello prevede uno studio approfondito delle caratteristiche di diffusione di tutte le particelle atmosferiche e, più in generale, degli effetti atmosferici che compromettono la propagazione delle onde elettromagnetiche. L’accuratezza del modello sarà testata grazie ai dati di propagazione delle onde radio raccolti nell’ambito di una precedente azione europea di cooperazione in campo scientifico e tecnologico (COST).
PRISM è finanziato dall’Agenzia Spaziale Europea e i risultati del progetto saranno sottomessi al Gruppo di Studio 3 dell’Unione Internazionale delle Telecomunicazioni - Settore Radiocomunicazioni (ITU-R), incentrato sulla propagazione delle onde radio, con l’obiettivo di migliorare il modello attualmente adottato da tale organismo di standardizzazione.
