ITU-R S 1061-1 SPANISH-2007 Utilization of fade countermeasure strategies and techniques in the fixed-satellite service《抗衰减策略技术在固定卫星服务中的应用》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1061-1 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1061-1*Utilizacin de estrategias y tcnicas contra el desvanecimiento en el servicio fijo por satlite (1994-2007) Cometido Los sistemas de satlites son uno de los medios ms eficaces para proporcionar servicios multimedios de alta velocidad. La utilizacin de

2、 bandas de frecuencias ms elevadas debido al espectro limitado de RF y la demanda de servicios de alta velocidad exige el diseo de estrategias eficientes para contrarrestar la atenuacin debida a la lluvia en el enlace de satlite. Esta Recomendacin presenta de manera general estas tcnicas y da alguna

3、s orientaciones para planificar la utilizacin de tcnicas contra el desvanecimiento en el servicio fijo por satlite (SFS). La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la presin a la que est sometido el limitado espectro de radiofrecuencia a causa de la creciente demanda de servi

4、cios por satlite est conduciendo a la utilizacin de bandas de frecuencias ms altas; b) que uno de los inconvenientes principales de los sistemas de satlite en frecuencias ms altas es la gran atenuacin de la seal causada por la lluvia; c) que puede ser difcil lograr, de manera econmica, la calidad de

5、 funcionamiento de los canales de satlite establecida en las Recomendaciones UIT-R S.353, UIT-R S.522, UIT-R S.614, UIT-R S.579, UIT-R S.1062, UIT-R S.1420, UIT-R S.1711 y UIT-R S.1424 recurriendo nicamente al margen de potencia; d) que se han desarrollado varios sistemas para solucionar el problema

6、 de la atenuacin debida a la lluvia, cuyo comportamiento y complejidad son tales que su aplicabilidad depende del tipo particular de la red correspondiente, recomienda 1 que el material contenido en el Anexo 1 sirva de orientacin para planificar la utilizacin de tcnicas contra el desvanecimiento en

7、el servicio fijo por satlite (SFS). NOTA 1 Cabe sealar que las tcnicas descritas pueden utilizarse de forma combinada, siempre que no exista incompatibilidad bsica entre ellas. *La Comisin de Estudio 4 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin en 2001 de conformid

8、ad con la Resolucin UIT-R 44 (AR-2000). 2 Rec. UIT-R S.1061-1 Anexo 1 Medidas contra el desvanecimiento en los sistemas de comunicaciones por satlite 1 Funcionamiento con diversidad de emplazamientos 1.1 Consideraciones generales de diseo La calidad de funcionamiento requerida para las estaciones te

9、rrenas con diversidad no slo depende de las zonas hidrometeorolgicas, sino tambin de la configuracin con diversidad. La primera clase de configuracin es con diversidad equilibrada (diversidad por dos estaciones terrenas con la misma calidad de funcionamiento). La otra configuracin es con diversidad

10、desequilibrada. En esta configuracin, la calidad de funcionamiento de una estacin (estacin principal) es lo suficientemente elevada para que los requisitos de calidad de funcionamiento de la otra estacin (subestacin) puedan reducirse considerablemente. Cabe esperar la configuracin con diversidad des

11、equilibrada cuando la antena de la estacin principal est provista de un alimentador en mltiples bandas de frecuencias como 6/4 GHz y 14/11 GHz, y/o cuando la subestacin ha de simplificarse por razones tcnicas o de explotacin. En el Cuadro 1 se resumen, a ttulo de ejemplo, los resultados de clculos d

12、el dimetro de la antena y de la mxima potencia de transmisin requerida para enlaces con diversidad equilibrada y ngulos de elevacin reducidos. Se indican las estimaciones para dos enlaces con diversidad supuestos: (A) Yamaguchi-Hofu (distancia de diversidad = 20 km) y (B) Yamaguchi-Hamada (100 km),

13、ambos en Japn. Como puede verse en este Cuadro, los dimetros de la antena requeridos para el enlace MF en 14/11 GHz (14 GHz para enlace ascendente y 11 GHz para el descendente) son aproximadamente de 28 m y 19 m, en los casos (A) y (B), respectivamente. Cuando el dimetro de la estacin principal pued

14、e aumentarse con respecto a esos valores, el dimetro requerido de la subestacin disminuye. Los valores indicados en este Cuadro se obtienen utilizando muchos de los parmetros del enlace establecidos para los satlites Intelsat-V, por lo que estn sometidos a variacin cuando los parmetros del enlace di

15、fieren de los utilizados aqu. Rec. UIT-R S.1061-1 3 CUADRO 1 Ejemplos de clculos de la calidad de funcionamiento requerida para enlaces con diversidad equilibrada y ngulos de elevacin reducidos (14/11 GHz) Los mtodos de clculo de las calidades de funcionamiento requeridas (dimetro de la antena y p.i

16、.r.e.) para las estaciones terrenas con diversidad difieren segn las configuraciones que emplean la diversidad. Para disear un enlace con diversidad equilibrada, los clculos han de basarse en la distribucin conjunta de probabilidad de la atenuacin debida a la lluvia en ambas ubicaciones, en tanto qu

17、e, en el caso de una configuracin con diversidad desequilibrada, son necesarias la distribucin acumulativa en el tiempo de la atenuacin debida a la lluvia y la probabilidad condicional de la atenuacin. La probabilidad condicional )/( LLP es la probabilidad con la que la atenuacin debida a la lluvia

18、en la ubicacin de la subestacin rebase ,L a condicin de que la atenuacin debida a la lluvia en la ubicacin principal rebase .L Para realizar estimaciones fidedignas de los requisitos de las estaciones terrenas se precisan estadsticas fiables, sobre la base de mediciones de la propagacin a largo plaz

19、o. 1.2 Operacin de conmutacin en el caso de diversidad de emplazamientos La explotacin de estaciones terrenas con diversidad, debe hacerse cuidando la operacin de conmutacin, pues al producirse sta, puede producirse una prdida de seal o solapamiento de corta duracin debido a la diferencia de longitu

20、d entre los trayectos de las rutas con diversidad o a discontinuidades en la fase de la portadora. Ubicacin (A) Yamaguchi-Hofu (B) Yamaguchi-Hamada ngulo de elevacin (grados) 9,1 9,1 9,1 8,4 Distancia de diversidad (km) 20 100 MF Dimetro requerido de la antena (m) Potencia requerida de transmisin(1)

21、(W) (valor mximo) 28/32 730 19/22 510 AMDT(2)Dimetro requerido de la antena (m) Potencia requerida de transmisin (W) (valor mximo) 17/19 530 11/12 400 (1)Valores para portadora MDF-MF de 792 canales (25 MHz). (2)Valores cuando se emplea la MDPC cuadrivalente a 120 Mbit/s con correccin de errores en

22、recepcin (FEC). Hiptesis: Frecuencia: 14,5 (enlace ascendente)/11,7 (enlace descendente) GHz Posicin orbital del satlite: 63 E, 0 N p.i.r.e. del satlite: 41,1 dBW Los dimetros de la antena han sido estimados en dos casos: Ts= 50 K y Ts= 150 K Ts: temperatura de ruido del sistema de la antena de la e

23、stacin terrena Eficacia de la antena de la estacin terrena: 65% Las estimaciones se basan en las estadsticas de intensidad de la lluvia obtenidas para esas ubicaciones. 4 Rec. UIT-R S.1061-1 En las transmisiones analgicas como son las MF-AMDF, la conmutacin en transmisin necesariamente producir disc

24、ontinuidad en la fase de la portadora, lo que dar lugar a una discontinuidad de la seal a la salida del demodulador en las estaciones terrenas de recepcin. Puede evitarse la discontinuidad de la seal debida a la conmutacin en la estacin terrena de recepcin con un ajuste cuidadoso de la longitud del

25、trayecto radioelctrico de cada enlace con diversidad medida desde el equipo de conmutacin hasta el satlite. En las transmisiones digitales es posible evitar las discontinuidades de la seal aun en el caso de conmutacin en la estacin terrena de transmisin, disponiendo intervalos ficticios en la secuen

26、cia de seal de transmisin y efectuando la conmutacin en el intervalo ficticio. En las estaciones terrenas de recepcin, los intervalos ficticios deben descartarse independientemente de que se produzca o no conmutacin. La conmutacin con continuidad en transmisin y recepcin en un sistema con diversidad

27、 puede lograrse muy convenientemente en transmisin AMDT. Los intervalos ficticios estn incorporados, pues la transmisin AMDT ocupa slo una parte de la trama AMDT. Adems, en transmisiones AMDT los demoduladores son aptos para recibir portadoras en forma de rfagas de fase incoherente. Por tanto, la in

28、coherencia de fase de las portadoras AMDT no causa dificultad alguna. El nico problema posible asociado al funcionamiento por diversidad de emplazamientos en la transmisin AMDT sera la necesidad de transmitir con gran precisin el control de temporizacin incluso en la transmisin inicial desde la esta

29、cin de reserva. Esto puede resolverse bien sea por transmisin continua de una rfaga ficticia desde la estacin de reserva o bien obteniendo datos de la distancia del satlite suficientemente exactos, lo que es posible cuando el sistema AMDT emplea sincronizacin en bucle abierto. En la transmisin AMDT

30、pueden igualarse las longitudes de los trayectos de las rutas de diversidad utilizando la temporizacin de recepcin de las seales de sincronizacin de trama. La temporizacin de recepcin de las seales de ambas rutas de diversidad puede igualarse automticamente controlando una lnea de retardo variable i

31、nsertada en una de las rutas de diversidad. Se ha comprobado un sistema experimental que utiliza la tcnica de rfaga ficticia. En la eleccin de ruta en la operacin por diversidad, es necesario medir la calidad de transmisin de las rutas con diversidad. Dado que el efecto de la diversidad puede degrad

32、arse segn la eleccin del mtodo de medicin de la calidad del enlace, hay que tener cuidado al elegir el tiempo de medicin y la precisin realizable. 1.3 Enlace de interconexin para recepcin por diversidad Ha de tenerse en cuenta que el circuito ficticio de referencia del UIT-R, descrito en la Recomend

33、a-cin UIT-R S.352 y el trayecto digital ficticio de referencia del UIT-R que figura en la Recomendacin UIT-R S.521, comprenden enlaces de interconexin para recepcin por diversidad (EID) hasta el punto de conmutacin por diversidad y todo el equipo adicional de modulacin-demodulacin necesario. Ello si

34、gnifica que los valores de ruido del sistema han de incluir los efectos de los EID. 1.3.1 Configuracin bsica 1.3.1.1 Aspectos fsicos Son posibles diversas configuraciones de especificaciones diferentes, pudindose aducir argumentos para preferir una u otra. Dos de ellas se identifican en este Anexo y

35、 se describen a continuacin (vase la Fig. 1): Un emplazamiento principal en que se instalan el equipo de conmutacin de diversidad y el equipo de interfaz con el radioenlace terrenal. Se efecta la conexin del emplazamiento de diversidad mediante un EID que utiliza un radioenlace de microondas de dos

36、tramos, con Rec. UIT-R S.1061-1 5 un repetidor activo o pasivo. (Se supone un repetidor, ya que existen pocas probabilidades de visibilidad mutua entre los emplazamientos de diversidad.) Dos emplazamientos de diversidad y un emplazamiento de control independiente que comprenda el equipo de interfaz

37、y de conmutacin de diversidad; radioenlaces de microondas de un solo tramo entre cada emplazamiento de diversidad y el emplazamiento de control. Es posible que para el EID tambin puedan emplearse enlaces por cable o por guiaondas. Cuando en una estacin terrena se utilizan la tcnica MDF-MF y la tcnic

38、a MDT (AMDF o AMDT) se necesitan usualmente dos enlaces en paralelo. 1.3.1.2 Requisitos de modulacin Cuando se emplea MDF-MF dado que tanto las caractersticas de modulacin como la configuracin de banda de base que se utilizan en los enlaces por satlite son diferentes de las que se utilizan habitualm

39、ente para los sistemas terrenales, ser necesario proceder a una remodulacin. La diferencia principal reside en la forma de disponer los canales. En el sistema terrenal los canales se suelen combinar en una o ms bandas de base en cada direccin y se aplica un ndice de modulacin relativamente bajo. En

40、la estacin terrena las bandas de base del sistema terrenal se reparten en varias bandas de base de composicin diferente de las del sistema terrenal, para transmisin a mltiples destinos, y se utiliza un ndice de modulacin distinto. Las bandas de base en recepcin son todava ms numerosas y pueden consi

41、stir simplemente en unos cuantos canales, que han de combinarse de nuevo para formar las bandas de base de los enlaces terrenales. Este 6 Rec. UIT-R S.1061-1 proceso requiere equipo de modulacin-demodulacin en el emplazamiento principal de la estacin terrena y en el emplazamiento de diversidad, dond

42、e se utiliza un diseo clsico para el EID. Utilizando la tcnica de remodulacin pueden aplicarse todas las configuraciones, a condicin de disponer de equipo doble en el punto de diversidad. Una tcnica alternativa consiste en utilizar en el sistema terrenal los mismos esquemas de modulacin que en el si

43、stema por satlite. Esta tcnica parece factible, aunque no sea clsica. Tiene como incentivo el que permitira economizar el costo del equipo de remodulacin, quiz a costa de algunos gastos adicionales en el sistema terrenal, si bien es posible que puedan realizarse tambin economas en este ltimo sistema

44、. El empleo de la tcnica que acaba de describirse es nicamente aplicable con la segunda configuracin de la Fig. 1. Cuando se emplea MDT (AMDF o AMDT) puede utilizarse cualquiera de estas tcnicas. En el caso del AMDT se efecta la conmutacin de diversidad entre rfagas (vase el 1.2). Para el EID podra

45、emplearse el mismo mtodo de modulacin que el utilizado en el sistema de satlite, aunque las velocidades de datos, generalmente no sern las mismas que las correspondientes a un sistema digital convencional de relevadores radioelctricos. 1.3.2 Factores tcnicos 1.3.2.1 Eleccin de frecuencias La eleccin

46、 de frecuencias para un EID en microondas debe estudiarse cuidadosamente a fin de obtener la necesaria calidad total de funcionamiento. Los textos pertinentes de la Comisin de Estudio 3 de Radiocomunicaciones contienen informacin sobre la propagacin en sistemas terrenales de microondas. 1.3.2.2 Anch

47、ura de banda necesaria La relacin entre la anchura de banda necesaria para los EID y la anchura de banda de la estacin terrena, puede ser igual o inferior a la unidad, segn que se recurra o no a la remodulacin. Si slo se efecta una translacin de frecuencias, las necesidades de anchura de banda han d

48、e ser iguales (MHz por MHz). Utilizando la remodulacin, puede lograrse una mayor densidad de canales empleando ndices de modulacin MF ms reducidos, pero a expensas de una interfaz mltiplex bastante costosa. 1.3.2.3 Atenuacin debida a la lluvia Otros factores son la atenuacin debida a la lluvia y las caractersticas de los emplazamientos de diversidad, relacionados ambos con el fenmeno de la precipitacin. Se prefiere un clima seco. El funcionamiento con diversidad depende de la separacin entre emplazamientos. Se prev una separacin de unos 16 km como separacin nominal requerida