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Capítulo 5: Enlace Ascendente, Enlace Descendente y rendimiento general del enlace; Enlaces entre Satélites. Los tipos de enlaces considerados son los uplink estaci!n terrena"satélite#, do$nlink satélite"estaci!n terrestre# y enlaces entre satélites. Los enlaces ascendentes y descendentes consisten en portadoras de radio%recuencia moduladas, con una se&al en 'anda 'ase (ue contiene la in%ormaci!n a transmitir, mientras (ue los enlaces e ntre satélites pueden ser por radio%recuencia o !pticos. )na medida de rendimiento de un enlace est* dada por el S+y este de'e cu'rir con ciertas condiciones de calidad de ser-icio oS#. 5./ Con0guraci!n de un enlace Los elementos participantes en un enlace consisten en: un transmisor T  x  conectador por un alimentador a una antena con ganancia G T (ue apunta 1acia el receptor . El rendimiento del transmisor e s medido por el  EIRP=  P T G T  e2ecti-e isotropic radiated po$er#. De esta manera el canal su%re perdidas de'ido al camino L. El receptor est* compuesto por una antena receptora con ganancia G  R  (ue est* conectada, por medio de un alimentador, al receptor  R  x . La potencia de la portadora en el receptor est* dada por C  y todas las %uentes de ruido contri'uyen a la temperatura del ruido del sistema dado por T . El S+puede ser calculado como la ra3!n entre la potencia reci'ida para densidad de potencia de ruido espectral del sistema  N 0 . El rendimiento del e(uipo receptor est* dado por G T  , donde G  representa la ganancia general del e(uipo receptor . 5.4 ar*metros de la Antena 5.4./ 6anancia La ganancia de una antena es la ra3!n entre la potencia radiada, por unidad de *ngulo s!lido, por la antena en una direcci!n dada para la potencia radiada, por unidad de *ngulo s!lido, por una antena isotr!pica alimentada con la misma potencia. La ganancia es m*7ima en la direcci!n de m*7ima radiaci!n y est* dada por: G max = ( 4 π  λ 2 )  A eff 

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  • 7/26/2019 Captulo 5: Uplink, Downlink y rendimiento general de un enlace satelital

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    Captulo 5: Enlace Ascendente, Enlace Descendentey rendimiento general del enlace; Enlaces entreSatlites.Los tipos de enlaces considerados son los uplink estaci!n terrena"satlite#,do$nlink satlite"estaci!n terrestre# y enlaces entre satlites. Los enlacesascendentes y descendentes consisten en portadoras de radio%recuenciamoduladas, con una se&al en 'anda 'ase (ue contiene la in%ormaci!n atransmitir, mientras (ue los enlaces entre satlites pueden ser porradio%recuencia o !pticos. )na medida de rendimiento de un enlace est*dada por el S+ y este de'e cu'rir con ciertas condiciones de calidad deser-icio oS#.

    5./ Con0guraci!n de un enlace

    Los elementos participantes en un enlace consisten en: un transmisor Tx

    conectador por un alimentador a una antena con ganancia GT (ue apunta

    1acia el receptor. El rendimiento del transmisor es medido por elEIRP=PTGT e2ecti-e isotropic radiated po$er#. De esta manera el canal

    su%re perdidas de'ido al camino L. El receptor est* compuesto por una

    antena receptora con ganancia GR (ue est* conectada, por medio de un

    alimentador, al receptor Rx .

    La potencia de la portadora en el receptor est* dada por C y todas las%uentes de ruido contri'uyen a la temperatura del ruido del sistema dado

    por T . El S+ puede ser calculado como la ra3!n entre la potencia

    reci'ida para densidad de potencia de ruido espectral del sistema N0 . El

    rendimiento del e(uipo receptor est* dado porG

    T , dondeG

    representa la ganancia general del e(uipo receptor.

    5.4 ar*metros de la Antena5.4./ 6ananciaLa ganancia de una antena es la ra3!n entre la potencia radiada, por unidadde *ngulo s!lido, por la antena en una direcci!n dada para la potenciaradiada, por unidad de *ngulo s!lido, por una antena isotr!pica alimentadacon la misma potencia. La ganancia es m*7ima en la direcci!n de m*7imaradiaci!n y est* dada por:

    Gmax=

    (

    4

    2

    )A eff

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    Donde

    =C

    f Siendo c la -elocidad de la lu3 y % la %recuencia de la onda

    electromagntica.

    Aeff Es el *rea de apertura e%ecti-a de la antena.

    ara una antena con apertura circular o re8ectores de di*metro D y

    super0cie geomtrica A= D

    2

    4 ,A eff=A donde es la e0ciencia de

    la antena la ecuaci!n anterior nos (ueda como:

    Gmax=( Dfc)2

    Si esta la e7presamos en dBi ganancia relati-a a una antena isotr!pica#:

    Gmax=10log ((Dfc )2

    )=20log (Dfc )La e0ciencia de una antena es el producto de -arios %actores entre los

    cuales est*n la ley de iluminaci!n, perdida por derrame, impedimentos desuper0cie, perdidas por desacoplamiento de impedancias, entre otros

    =is fz

    La eficiencia de iluminacion i descri'e la ley de iluminaci!n de un re8ector

    con respecto a una iluminaci!n uni%orme y se 'usca atenuar la iluminaci!n

    en los 'ordes del re8ector. La eficiencia por derrames se de0ne como la

    ra3!n de energa radiada por la %uente primaria interceptada por el re8ectopara la energa total radiada por la %uente primaria y se 'usca tener una

    e0ciencia del 80 . La eficienciade acaadodela superficie toma en cuenta

    el e%ecto de las aspere3as de la super0cie en la ganancia de la antena, en lapr*ctica se 'usca e(uili'rar la e%ecti-idad y el costo de %a'ricaci!n. Lasotras perdidas, incluidas las perdidas por desacople de impedancias, son

    menos importantes. En total la e0ciencia general -ara entre el 55 y el

    75 .

    5.4.4 atr!n de adiaci!n y anc1o de 9a3 angularEl patr!n de radiaci!n indica la -ariaci!n de la ganancia con la direcci!n. Ell!'ulo principal la direcci!n en la (ue se da la m*7ima radiaci!n. Se 'usca(ue los l!'ulos laterales se encuentren 'ao un mnimo. El anc1o de 1a3

    angular est* de0nido por las direcciones donde desciende una gananciadada con respecto a un -alor m*7imo.

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    Figura 1 Patrn de Radiacin: (a) Representacin Polar y (b) Representacin Cartesiana

    El anc1o de 1a3 de d< corresponde al *ngulo entre las direcciones donde la

    ganancia cae a la mitad de su -alor m*7imo y est* relacionado a la ra3!n

    D .

    !3dB=70 ( /D ) [Grados ]

    En la direcci!n de ! el -alor de ganancia est* dado por:

    G (! )dBi=Gmax"dBi12

    (

    !

    !3dB

    )

    2

    [dBi]

    Se puede com'inar las ecuaciones anteriores y o'tener una e7presi!n parala ganancia m*7ima (ue no dependa de la %recuencia:

    Gmax=( Dfc)2

    =( 70!3dB

    )2

    5.4. olari3aci!nLa onda electromagntica radiada por la antena consiste en componentesde campo elctrico y magntico, perpendiculares a la direcci!n depropagaci!n de la onda. Estos componentes -aran en %recuencia y la

    polari3aci!n est* de0nida por la direcci!n del campo elctrico E #. En

    general de'ido a (ue la direcci!n de E no es 0a durante un periodo, la

    proyecci!n con respecto al plano perpendicular a la direcci!n depropagaci!n descri'e una elipse y se dice (ue la polari3aci!n es elptica.

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    Figura 2 Caracterizacin de la Polarizacin.

    La polari3aci!n se puede caracteri3ar por los siguientes par*metros:direccin de rotacin con respecto a la direcci!n de propagaci!n. ElAxialratio (AR) es la ra3!n entre los ees mayor y menor de la elipse, seg=n las-ariaciones de A la polari3aci!n puede ser linear o circular. La inclinacin

    #

    de la elipse con respecto a un ee 1ori3ontal.

    5. otencia adiada5../ otencia radiada isotr!pica e%ecti-a E>#Es la potencia radiada por unidad de *ngulo solido radiada por una antena

    isotr!pica alimentada por una %uente de radio %recuencia de potencia PT ,

    en una direcci!n de transmisi!n donde el -alor de ganancia es GT ,

    entonces el -alor por unidad de *ngulo solido est* dado por:

    GTPT

    4 [ $/ s%eradian]

    El producto de GTPT es a lo (ue se llama E> y se e7presa en $ .

    5..4 Densidad de 8uo de otencia

    Es la potencia (ue reci'e una super0cie de *rea A situada a una

    distancia R .

    PR=(P

    T

    GT

    4 )(AR

    2

    )=& A [ $]

    La magnitud de & es llamada la densidad de 8uo de potencia.

    Figura !ensidad de "u#o de Potencia

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    5.? otencia de Se&al eci'ida5.?./ otencia capturada por la antena receptora y perdida en elespacio li'reComo se o'ser-a en la siguiente 0gura la potencia en la antena receptoraest* dada por:

    PR=& AR eff=(PTGT4 R2 )A Reff[$]

    Figura $ Potencia recibida por la antena receptora.

    El *rea e%ecti-a de la antena receptora se puede representar en %unci!n de

    la ganancia GR seg=n:

    AReff=GR

    2

    (4)2[m2 ]

    Entonces sustituyendo en la e7presi!n de la potencia o'tenemos:

    PR=(P TG T4 R2 )(

    4 )2

    GR[ $]

    Donde el termino la perdida en el espacio li're, entre dos antenas

    isotr!picas, corresponde a '()=( 4 R )2

    .

    5.?.4 erdidas adicionales%.$.2.1 Atenuacin en la At&os'era

    La atenuaci!n en la atmos%era ('A ) es de'ido a la presencia de

    componentes gaseosos en la tropos%era, agua y la ionos%era. Est* perdida semultiplica a la prdida del espacio li're.

    Figura % Prdidas en los euipos ter&inales.

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    %.$.2.2 Perdidas en el euipo trans&isor y receptorLa potencia radiada est* dada por:

    PT=PT*

    '(T*

    Entonces la e7presi!n para el E> es:

    EIRP=PT*GT

    '(T*[$]

    La potencia en el e(uipo receptor se calcula con:

    PR*= PR

    '(R*

    %.$.2. Prdidas de Apunta&ientoEsta prdida se presenta cuando las antenas no se encuentran 'ienalineadas y su -alor depender* del *ngulo de desalineaci!n en el transmisor

    !T y en el receptor !R .

    Figura * +eo&etr,a del -nlace

    'T=12( !T!3dB)2

    [ dB ]

    'R=12( !R!3dB)2

    [dB ]

    %.$.2.$ Perdidas debido a la polarizacin

    Se de'e considerar tam'in las perdidas de'ido al desacople de

    polari3aci!n ('pol) cuando la antena receptora no est* alineada a la

    polari3aci!n de la onda incidente. Se puede dar tam'in un cam'io depolari3aci!n de'ido a la atmos%era. Considerando todas las prdidas lapotencia en el receptor se calcula mediante:

    PRx=(PTx GTmax'T'(Tx )( 1

    '()'A)( GRmax

    'R'(Rx'pol) [ $]

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    5.5 Densidad espectral de potencia de ruido a la entrada delreceptor5.5./ @rigen del uidoEl ruido consiste en todas las contri'uciones de potencia (ue se a&aden a lapotencia de la portadora y reducen la capacidad del receptor para recuperarla in%ormaci!n. El ruido se de'e a %uentes naturales a lo largo del enlace y elruido generado en los componentes receptores.

    5.5.4 Caracteri3aci!n del uidoEl ruido da&ino es a(uel (ue se produce en el anc1o de 'anda < ya (ue a(use encuentra la in%ormaci!n a transmitir. )no de los m*s populares es el

    ruido 'lanco cuya densidad espectral de potencia, No($/+z) , es

    constante en 'anda de %recuencia in-olucrada. Entonces la potencia delruido capturada por el receptor es

    N=N0 BN($)

    %.%.2.1 e&peratura de Ruido de una 'uente de ruidoLa temperatura de ruido de una %uente de dos puertos (ue entrega una

    densidad espectral de ruido N0 esta dado por:

    T=N

    0

    , (- .)

    Siendo k la constante de

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    entrada e%ecti-a Te/ , la temperatura de ruido de entrada e%ecti-a general

    es:

    Te=Te 1+Te2

    G1+

    Te 3

    G1 G2++

    TG1G2 GN1

    la temperatura de ruido o'tenida es

    (=(1+(21

    G1+

    (31

    G1G2++

    ((N1 )G1G2GN1

    %.%.2.% e&peratura de Ruido de entrada e'ecti/a de un receptor

    Figura 0 rganizacin de un receptor

    La 0gura muestra como est* compuesto un receptor y su temperatura deruido puede ser calculada mediante:

    TeRx=T'NA+T0*

    G'NA+

    TI(

    G'NA G0*

    5.5. Bemperatura de uido en una Antena)na antena puede recoger ruido radiado por cuerpos dentro del patr!n deradiaci!n de la antena y el ruido saliente de la antena es en %unci!n de ladirecci!n en la (ue se apunta la antena. Se consideran dos casos: antenassatelitales uplink# y la antena de 'ases terrestres do$nlink#.

    %.%..1 e&peratura de ruido de una antena satelitalEl ruido capturado por este tipo de antena es de'ido a la Bierra y al espacioe7terior. ara satlites geoestacionarios la temperatura de ruido depender*

    de la %recuencia y la posici!n or'ital del satlite. ara satlites con anc1o de1a3 m*s pe(ue&os el ruido depender* de la %racci!n de *rea de co'ertura yla %recuencia.

    %.%..1 e&peratura de ruido de una antena errestreEl ruido capturado por estas antenas pro-iene del cielo y el radiado por la

    Bierra. Se tiene dos casos para este tipo de antenas: condiciones de cielodespeado y condiciones de llu-ia.

    5.5.././ Condiciones de cielo despeadoA %recuencias mayores a 4 693 el mayor aporte de ruido es de'ido a lasregiones no ioni3adas de la atmos%era, en ausencia de condicionesmeteorol!gicas la contri'uci!n de ruido es solo de'ido a la a'sorci!n delcielo y del terreno circundante.

  • 7/26/2019 Captulo 5: Uplink, Downlink y rendimiento general de un enlace satelital

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    Figura Condiciones de cielo despe#ado.

    Estas prdidas depender*n tam'in de -arios par*metros en cuanto a laantena y al terreno. La siguiente gra0ca muestra -alores tpicos detemperatura de ruido para di%erentes condiciones.

    Figura 3 e&peratura en 'uncin del 4ngulo de ele/acin y di'erentes cur/as.

    5.5.././ Condiciones de Llu-iaLa temperatura de ruido aumenta en la presencia de %en!menosmeteorol!gicos como las nu'es o la llu-ia y la temperatura de ruido secon-ierte en:

    TA=T).1

    ARAIN+Tm(1 1ARAIN)+TGR23ND

    Donde A RAIN es la atenuaci!n de la llu-ia y Tm es la temperatura

    termodin*mica de las %ormaciones en cuesti!n.

    5.5.? Bemperatura de uido del SistemaCon un sistema como la siguiente 0gura se puede calcular la temperaturade ruido mediante:

    T= TA

    '(Rx+T((1 1'(Rx)+TeRx

  • 7/26/2019 Captulo 5: Uplink, Downlink y rendimiento general de un enlace satelital

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    Figura 15 6iste&a Receptor.

    5. endimiento del enlace indi-idualEl rendimiento del enlace se e-al=a como ra3!n entre la potencia reci'ida y

    la densidad espectral de potencia del ruido N0 .

    %.*.1 Potencia de la portadora para la densidad espectral de potencia deruido a la entrada del receptor.

    En el receptor la potencia reci'ida es PRx entonces el rendimiento est*

    dado por:

    C

    N0=

    EIRP

    'pa%4GRmax

    T 1

    ,

    %.*.2 Rendi&iento de enlace de subida con cielo despe#adoEn condiciones de cielo a'ierto se tienes una geometra de enlace comoindica la 0gura, se asume (ue la estaci!n terrestre se encuentra en el 'ordede la co'ertura de la antena satelital receptora.

    Figura 11 +eo&etr,a del -nlace de subida.

    %.*. Rendi&iento de enlace de ba#ada con cielo despe#adoAsumiendo condiciones similares al punto anterior se tiene (ue elrendimiento est* dado por:

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    Figura 12 +eo&etr,a del enlace de ba#ada.

    5. >n8uencia de la Atmos%eraEn am'os tipos de enlace la se&al portadora atra-iesa la atmos%era. ara las%recuencias con las (ue se utili3an estos enlaces solo dos regiones de laatmos%era tienen in8uencia en el enlace: la tropos%era y la ionos%era. Lose%ectos predominantes son a(uellos causados por la a'sorci!n ydespolari3aci!n de'ido a la llu-ia y nie-e.

    5../ >mpedimentos causados por la llu-iaLa intensidad de las precipitaciones es medida mediante la ra3!n de cadade llu-ia e7presada en mm1. Las precipitaciones temporales soncaracteri3adas mediante distri'uciones pro'a'ilsticas.

    El -alor de atenuaci!n pro-ocado por la llu-ia depende de la atenuaci!n

    especi0ca 5R y la longitud e%ecti-a de camino 'e est* dado por

    ARAIN=5R'e

    El -alor de la atenuaci!n espec0ca depende de la %recuencia y la intensidadde llu-ia . Seg=n el modelo de la >B) la atenuaci!n espec0ca se calculamediante:

    5R=,(R0.01 )6

    Donde R0.01 es la intensidad de llu-ia para el F.F/ G de pro'a'ilidad y

    ,=[,++,7+ (,+,7)cos2E cos2 #]/2

    6=[,+ 6++,7 67+( ,+ 6+,7 67)cos2Ecos2 #]/2,

    Siendo E el *ngulo de ele-aci!n y # el *ngulo de inclinaci!n de

    polari3aci!n con respecto a la 1ori3ontal. Los -alores de ,+ "6+ se pueden

    o'tener de manera %*cil re-isando ta'las de la >B) (ue depender*n de la%recuencia del enlace.

    @tro e%ecto (ue pude pro-ocar la llu-ia es la despolari3aci!n de la portadora

    al pro-ocar cam'ios de %ase en las componentes elctrica yelectromagntica de la se&al.

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    5..4 @tros impedimentosE7iste atenuaci!n de'ido a gases atmos%ricos y esta depender* del -alorde %recuencia, anglo de ele-aci!n, altura de la estaci!n 'ase yconcentraci!n de -apor de agua. Esta atenuaci!n puede ser despreciada a%recuencias menores a /F 693 y no e7cede un -alor de d< 1asta 44693.

    E7isten otros tipos de %en!menos como atenuaci!n por tormentas de arena,rotaci!n de Haraday, entre otros y pueden se despreciados.

    5.I Jitigaci!n de los impedimentos atmos%ricos5.I./ Jitigaci!n de la despolari3aci!nEsto se consigue corrigiendo la polari3aci!n de la antena transmisora, paraenlaces de su'ida, anticipando la despolari3aci!n (ue suceder* en elcamino. ara enlaces de 'aada se acopla la antena a la polari3aci!n de laonda reci'ida.

    5.I.4 Jitigaci!n de la atenuaci!nA(u lo (ue se 'usca es aumentar el -alor del E> en caso de e7istiratenuaciones grandes y as poder alcan3ar el maen (ue se tiene en elreceptor. ero se de'e tener en cuenta de (ue no se de'e tampocoaumentar la potencia en gran cantidad y por ello se de'e 'uscar otrassoluciones.

    5.I. Di-ersidad de Locali3aci!nDe'ido a (ue e7isten ciertas regiones geogr*0cas (ue pro-ocan una mayoratenuaci!n, se de'e 'uscar un sitio en el (ue estos %en!menos no sean tannota'les y se pueda usar un -alor de E> no tan alto.

    5.I.? Adapta'ilidadLa adapta'ilidad implica la capacidad del sistema para -ariar ciertos

    par*metros con el 0n de mantener la ra3!nC

    N0 . Esto se puede lograr

    asignando recursos adicionales como tiempo de transmisi!n, cam'ios de%recuencia, mayor potencia. Bam'in se puede lograr mediante la reducci!nde capacidad del sistema.

    5.K endimiento de enlace general con satlites transparentesSe anali3a el rendimiento de conunto de un enlace de su'ida y de 'aada a

    tra-s de satlites transparentes. Los satlites transparentes son a(uellos(ue solo retransmiten la se&al (ue reci'en sin 1a'er demodulado la se&al.

    5.K./ Caractersticas del canal SatelitalDe'ido a las limitaciones de tecnologa el anc1o de 'anda es di-idido en su''andas en donde cada portadora es ampli0cada por un ampli0cador depotencia dedicado y esta cadena de ampli0caci!n es a lo (ue se le llamacanal satelital.

  • 7/26/2019 Captulo 5: Uplink, Downlink y rendimiento general de un enlace satelital

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    Figura 1 -nlace estacion7estacion general.

    5.K.4 E7presi!n para C+F#

    %.3.2.1 -xpresin sin inter'erencia de otros siste&asara esta'lecer un enlace entre dos estaciones terrestres locali3ados al

    centro del *rea de co'ertura de la antena. Se considera a CD la potencia

    de entrada en la antena de la estaci!n terrestre y el ruido en el receptorcorresponde al ruido considerando el sistema en aislamiento y al ruidode'ido al enlace de su'ido retransmitido por el satlite.

    ( CN0)T1

    =( CN0)31

    +( CN0)D1

    (CN0)3

    1

    =IB2(CN0)3 sa%uracion

    1

    ( CN0)D1

    =2B2( CN0)Dsa%uracion1

    Donde >

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    ( CN0)T1

    =( CN0)31

    +( CN0)D1

    +( CN0)I1

    +( CN0)I 8 081

    5.K. endimiento 6eneralara calcular el rendimiento general del enlace se toma en cuenta lascondiciones del camino y tanto el enlace de su'ida como el de 'aada. Sede'e tener en cuenta de (ue las %recuencias pueden ser di%erentes en elenlace de su'ida y el de 'aada y por ello 1a'r* un pat1 loss di%erente encada caso. Al 0nal para medir el rendimiento se calcula

    ( CN0)T1

    =( CN0)31

    +( CN0)D1

    5./F endimiento de enlace general con satlites regenerati-osLa di%erencia con el caso anterior es (ue en el satlite regenerador sereali3a un proceso de demodulaci!n de la se&al de entrada y con esta se&alo'tenida modular una nue-a portadora para el enlace de 'aada.

    Figura 1$ !iagra&a de un satlite transparente y un regenerati/o.

    5./F./ Canal satelital lineal sin inter%erencia%.15.1.1 -nlace con repetidor regenerati/oEl rendimiento del enlace en trminos de la pro'a'ilidad de error de 'it

  • 7/26/2019 Captulo 5: Uplink, Downlink y rendimiento general de un enlace satelital

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    Figura 1% -nlace de un repetir regenerador.

    BEP=BE P3(1BE PD )+BE PD(1BE P3)

    BEP=BE P3+BE PD

    %.15.1.2 Co&paracin con 8-P constante

    La pro'a'ilidad de error de 'it est* dado por:

    Figura 1* Rendi&iento de 9plin; !o

  • 7/26/2019 Captulo 5: Uplink, Downlink y rendimiento general de un enlace satelital

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    5./F.4 Canal satelital no lineal sin inter%erenciaEste se apro7ima m*s a un sistema real de'ido a (ue un canal no es linealy adem*s es limitado en 'anda; esta com'inaci!n de no linealidades y0ltrado introduce degradaci!n del rendimiento en el modulador (ueincrementa seg=n los sistemas en cascada. La siguiente 0gura muestra

    resultados de simulaciones para el caso en (ue el S+ del enlace su'idasea /4d< mayor al enlace de 'aada.

    Figura 10 Rendi&iento general con satelite regenerati/o.

    5./F. Canal satelital no lineal con inter%erencia

    El -alor de (C/N0 ) en estos sistemas depender* del mismo -alor para un

    sistema sin inter%erencia. Entonces con la siguiente e7presi!n se calcula

    ( EN0)T1

    y la siguiente 0gura muestra cur-as de rendimiento para estos

    sistemas.

    ( EN0)T1

    =( EN0)Tsin in%erferencia1

    +( EN0)I1

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    Figura 1 =i/el de inter'erencia.

    5.// endimiento del enlace con antenas de co'erturaJulti'eam -s Jono'eamSe puede notar de'ido a las secciones anteriores (ue el rendimiento delenlace depende de entro otros de la ganancia de las antenas y (ue est*limitada por su anc1o de 1a3 sin importar a la %recuencia a la (ue est*operando. Antenas con un solo 1a3 de co'ertura pueden pro-eer co'erturaa toda la regi!n de la Bierra (ue es -isi'le desde el satlite y entoncespermitir enlaces de larga distancia y en este caso la ganancia es limitadapor el anc1F de 1a3 de la antena; pero tam'in puede 1a'er satlites (ue'rindan co'ertura a una secci!n de la *rea -isi'le de'ido a 1aces angostosaumentado su ganancia pero reduciendo la longitud de enlaces en las 'asesterrestres.

    Las antenas multi1aces permiten tener co'erturas grandes al usar -arios1aces angostos (ue tendr*n mayor ganancia seg=n mas angosto sea el 1a3.

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    5.//./ Mentaas de co'ertura multi1a3

    Figura 13 Cobertura +lobal y cobertura con >aces angostos.

    Los satlites multi'eam permiten un maneo adecuado del tama&o delos segmentos terrestres y por ello una reducci!n de costo. Bam'inde'ido a la reducci!n de E> de la estaci!n terrestre implica unareducci!n en el tama&o de la antena. Bam'in se pude aumentar el

    -alor de C/N0 aumentando la capacidad del sistema.

    Con estas antenas se puedes 1acer aplicar el re=so de %recuencia(ue consiste en usar la misma %recuencia en un di%erente 1a3 y asaumentar la capacidad del sistema. Se de'e tener cuidado alaumentar la cantidad de %recuencias reusadas ya (ue de no 1a'er laseparaci!n %sica su0ciente entre cada 1a3 podra darse inter%erenciaco canal.

    Figura 25 Re?so de 'recuencias en siste&as &ultibea&.

    5.//.4 Des-entaas de co'ertura multi1a3 La inter%erencia entre 1aces o inter%erencia co"canal consiste en (ue

    dos se&ales usen la misma portadora en dos di%erentes 1acescausando ruido en el receptor ya (ue las se&ales se solapan.

    La intercone7i!n entre dos *reas de co'ertura implican (ue elsistema sea compleo ya (ue el satlite de'e ser capa3 deinterconectar cada *rea con las dem*s. Esta compleidad, de'ido almaneo de las intercone7iones, se agrega a la compleidad implcitaen un sistema multi'eam.

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    5./4 endimiento entre enlaces entre satlites.Estos enlaces pueden ser enlaces entre satlites [email protected] a [email protected], [email protected] a [email protected] [email protected] a [email protected] E7isten tam'in satlites en otras or'itas pero se generali3a soloconsiderando los sistemas nom'rados anteriormente.

    5./4./

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    El l*ser usado determinara la potencia transmitida. uede e7istir unamodulaci!n interna o e7terna. La modulaci!n interna implica la modi0caci!nde la operaci!n del l*ser, mientras (ue la e7terna se da cuando se modi0cael 1a3 de lu3 (ue se emiti!.

    Las prdidas en la transmisi!n como se mencion! se reducen solo a lasperdidas en el espacio li're.

    '=( 4 R )2

    La ganancia de la antena receptora depender de DR (ue es el di*metro

    de la antena y de .

    GR=

    ( DR

    )

    2

    El receptor puede ser de detecci!n directa o detecci!n co1erente. Condetecci!n directa los %otones son con-ertidos a electrones, luego pasan aser ampli0cados e ingresados en un Jatc1ed 0lter. Con la detecci!nco1erente se mescla la se&al reci'ida con un l*ser local y luego secon-ierte a corriente mediante un %oto detector para despus serampli0cado. La se&al =til se o'tiene mediante demodulaci!n co1erente odetecci!n de en-ol-ente.

    Figura 22 !eteccin directa y deteccin co>erente.

    5./ Eemplo practicoSe re(uiere esta'leces un enlace satelital entre dos estaciones terrestreslocali3adas al centro de la 3ona de co'ertura del satlite. La %recuencia deluplink es de /? 693, la %recuencia de do$nlink es de /4 693 con un pat1

    loss de 'D=206dB 8

    ara el satlite SL

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    &)'=90dB$/m2

    GRmax=30dBi

    (GT))'=

    3.4dB .1

    2B2 ( dB )=IB2 (dB )+66exp (IB2 (dB )/6 )

    EIRP)'=50dB$

    GTmax=40dBi

    Se consideran las siguientes prdidas

    erdidas por alimentador en la recepci!n y transmisi!n: '(Rx='(Tx=0dB

    erdidas por polari3aci!n: 'P2'=0dBi

    rdidas de apuntamiento: 'R='T=0dB

    Higura de mrito de la estaci!n terrestre ( GT)E)=25dB .1

    Calculando primero la ganancia del satlite en saturaci!n se tiene

    (G)R ))a%=(Po

    1 )sa%(C3)sa%

    (Po1 )sa%=EIR

    P)''T'(Tx1

    GTmax=5040=10dB$=10$

    (C3)sa%= &)'GRmax

    '(Rx'R'P2'(4 /u2

    )

    (C3)sa%=90+3044.4=104.4dB$

    (C3)sa%=36p$

    (G)R ))a%=114.4dB$

    Calculando C/N0 para medir el rendimiento

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    ( CN0)T sa%1

    =( CN0)3 sa%1

    +( CN0)D sa%1

    (CN0)3 sa%= (

    C3)sa%, T3=

    ( C3)sa%

    (

    G

    T

    ))'

    ( ,GRmax'R'(Rx'P2')

    ( CN0)3 sa%=104.4+3.4(228.6 )30=97.6dB+z

    ( CN0)D sa%=EIR P)'(

    G

    T

    )E)'D,

    ( CN0)D=50205+25 (228.6 )=97.6dB+z

    (

    C

    N0

    )D

    =94.6dB+z

    A1ora calculando los -alores de input y output 'ack o2 para alcan3ar un

    ( CN0)T=80dB+z

    ( CN0)31

    +( CN0)D1

    =108

    + z1

    Entonces

    IB 21( CN0)3 sa%

    1

    +2B 21( CN0)D sa%

    1

    =108

    + z1

    10IB2(dB )/10+102B2 (dB )/10=101.76

    Beniendo (ue

    2B2 ( dB )=IB2 (dB )+66exp (IB2 (dB )/6 )

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    esol-iendo este sistema tenemos (ue

    IB2=16.4dB

    2B2=10.8dB

    A1ora calculando el rendimiento del enlace de su'ida y de 'aada se tiene(ue

    ( CN0)3=IB2(C

    N0)3 sa%=75.3dB+z

    ( CN0)D=2B2(C

    N0)3 sa%=81.1dB+z

    D*ndonos un rendimiento general de

    ( CN0)T=74.2dB+z