ITU-R S 1554 SPANISH-2002 Methodology for determining the overall accuracy of epfd downlink measurements《epfd下行测量总准确度的测定方法》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1554 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1554 Metodologa para determinar la precisin global de las mediciones de dfpe(Cuestin UIT-R 236/4) (2002) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que la Conferencia Mundial de Radiocomunicaciones (Estambul, 2000) (CMR-2000) adopt una com

2、binacin de lmites para una sola fuente de interferencia de la densidad de flujo de potencia equivalente de enlace descendente (dfpe) de validacin, operacionales y, para algunos tamaos de antena, operacionales adicionales, incluidos en el Artculo 22 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR), junto c

3、on los lmites combinados de la Resolucin 76 (CMR-2000), que se aplican a los sistemas del servicio fijo por satlite no geoestacionario (SFS no OSG), que protegen las redes OSG en partes de la gama de frecuencias 10,7-30 GHz; b) que el cumplimiento, por parte de cualquier sistema del SFS no OSG, de l

4、os lmites opera-cionales de dfpepara una sola fuente de interferencia no est sujeto a la verificacin por parte de la Oficina de Radiocomunicaciones; c) que las administraciones con asignaciones a redes del SFS OSG y/o el servicio de radiodifusin por satlite (SRS) puestas en funcionamiento, as como l

5、as administraciones con asignaciones a sistemas del SFS no OSG puestas en servicio, necesitan medios fiables para asegurarse de que los sistemas del SFS no OSG observan los lmites operacionales para una sola fuente de interferencia mencionados en el considerando a); d) que puede ser necesario medir

6、los niveles de dfpeen estaciones terrenas OSG en explotacin para poder determinar si se han rebasado los lmites operacionales, observando que a) se est elaborando la Recomendacin UIT-R S.1558 que proporciona un mtodo de medicin de los niveles de dfpe, recomienda 1 que se utilice la metodologa descri

7、ta en el Anexo 1 para determinar la precisin del proce-dimiento de medicin. 2 Rec. UIT-R S.1554 ANEXO 1 Metodologa para determinar la precisin global de las mediciones de dfpe1 Introduccin La CMR-2000 adopt lmites operacionales de dfpe para proteger tanto a los enlaces del SFS OSG de la prdida de si

8、ncronizacin o del comportamiento degradado causados por los sistemas no OSG como a los sistemas del SFS OSG que utilizan codificacin adaptable en las bandas 30/20 GHz. Los satlites no OSG, debido a la geometra de sus rbitas respecto a las antenas terrestres OSG, pueden rebasar los lmites operacional

9、es solamente durante breves intervalos de tiempo (s). Se pueden medir los lmites operacionales en los emplazamientos de estaciones terrenas que sufren, sbitamente, fenmenos de prdida de sincronizacin o de rendimiento degradado (sin tener en cuenta, evidentemente, los fenmenos provocados por un desva

10、necimiento muy intenso debido a la lluvia, las interrupciones causadas por el sol o los sucesos debidos a averas en los equipos o asociados a la conmutacin). El operador del satlite OSG determinar si la prdida de sincronizacin o de rendimiento degradado ha sido debida a una interferencia en lnea pro

11、vocada por un sistema del SFS no OSG a la red OSG. Cuando se perciba que existe una correlacin entre la prdida de sincronizacin o el rendimiento degradado y un suceso en lnea en un sistema no OSG, se utilizar un sistema de medicin en la estacin terrena de recepcin OSG que experimente las prdidas de

12、sincronizacin para medir el nivel de la interferencia no OSG sufrida por la estacin terrena OSG. Es necesaria una estacin terrena de (comprobacin del sistema de portadora (CSM, carrier system monitoring), bien calibrada, situada en el mismo haz que la estacin terrena afectada para llevar a cabo el p

13、rocedimiento de medicin escogido. La estacin CSM proporciona un nivel de referencia calibrado a la estacin terrena afectada. De esta manera se consigue llevar a cabo una calibracin centralizada. Adems, es deseable poner en funcionamiento un sistema automtico de medicin en la estacin terrena afectada

14、 que reduzca la probabilidad de errores humanos que puedan afectar a los resultados. En el presente Anexo se calcula la precisin global de las mediciones operacionales de la interferencia no OSG utilizando el procedimiento de medicin escogido. Lista de acrnimos ABR : Amplificador de bajo nivel de ru

15、ido B : Anchura de banda CSM : Comprobacin del sistema de portadora S /N : Relacin seal/ruido T : Tiempo (s). Rec. UIT-R S.1554 3 2 Procedimiento de medicin que utiliza un procesador de seal digital, un analizador de espectro o un medidor de potencia La calibracin del sistema es el aspecto crtico a

16、la hora de medir con precisin la interferencia no OSG. Se puede integrar el equipo de calibracin en la estacin terrena afectada por la interferencia no OSG, se puede efectuar la calibracin a distancia desde una estacin CSM, o se puede desplazar hasta el emplazamiento de la estacin terrena afectada u

17、n sistema porttil bien calibrado. Adems, se puede poner en marcha el sistema porttil utilizando una antena de barrido. Cada diseo del sistema tiene sus ventajas e inconvenientes. Para determinar el nivel de dfpecon precisin, la solucin ms directa consistira en integrar el equipo de medicin y calibra

18、cin en la estacin terrena que recibe la interferencia. Sin embargo, esta solucin har necesaria la interrupcin del servicio OSG mientras se integra y calibra el sistema. Esta interrupcin puede durar varias horas. Adems, sera necesario interrumpirlo de nuevo si se necesita el equipo de medicin en otra

19、 estacin terrena. La solucin ms eficaz desde el punto de vista econmico sera la de emplear un equipo de pruebas porttil y autnomo. De esta forma no se interrumpira el funcionamiento del sistema OSG y las mediciones de calibracin podran efectuarse en todo momento. El dispositivo de pruebas porttil re

20、querira una antena de menor tamao que la de la estacin terrena afectada por la interferencia. En este caso, la antena de prueba con anchura de haz ms amplia recibira niveles de dfpe mayores procedentes del sistema no OSG comparados con los de la antena afectada, para ngulos fuera del eje pequeos, ta

21、l como se muestra en el Fig. 1. 1554-01Antenade pruebaAntenaafectadaInterferencia no OSGFIGURA 1Mediciones con una antena de prueba pequea y una antena de estacin terrena grandeExisten dos soluciones al problema presentado en la Fig. 1. Cuando se conoce la direccin de la interferencia no OSG, la dif

22、erencia de ganancia entre la antena de prueba y la antena de la estacin terrena afectada puede tenerse en cuenta, siempre y cuando se conozcan con precisin los diagramas de radiacin de antena respectivos. La antena de prueba podra, alternativamente, seguir la traza del satlite no OSG. Adems, si se u

23、tiliza una antena de seguimiento lo suficientemente grande sta proporcionar una discriminacin entre la seal OSG y la interferencia no OSG que se est midiendo, hasta que la citada interferencia no OSG se encuentre en el lbulo principal de la antena OSG. La utilizacin de una antena de prueba ms pequea

24、 dar lugar a una reduccin de la relacin S /N, respecto a una antena ms grande que recibe una seal de la misma intensidad. Para un mismo nivel de precisin, el tiempo de medicin necesario es inversamente proporcional a la S /N recibida. En el Cuadro 1 se presentan las anchuras de haz a potencia mitad

25、y los valores de S /N (suponiendo una 4 Rec. UIT-R S.1554 temperatura del receptor de 200 K), para varios tamaos de antena. Los valores de S /N corresponden a niveles de seal iguales a los valores del lmite operacional para antenas de 3 m (161,25 dB(W/(m2 40 kHz) y 10 m (166 dB(W/(m2 40 kHz), respec

26、tivamente. CUADRO 1 Caractersticas de medicin para distintos tamaos de antenas de estacin terrena Finalmente, si se dispone de una estacin terrena CSM calibrada situada en la cobertura del mismo haz de la estacin terrena afectada, puede efectuar la calibracin de sta. La estacin CSM est calibrada con

27、 mucha precisin y, por lo tanto, puede utilizarse para determinar el nivel de seal recibida en la estacin terrena afectada. En la Fig. 2 aparecen la estacin CSM y la estacin terrena afectada. Obsrvese que la estacin CSM recibe la misma seal del satlite que la estacin terrena afectada pero con una ga

28、nancia de satlite diferente. Puesto que se conocen las ganancias relativas de la antena del satlite en la direccin de ambas estaciones terrenas (mediciones de pruebas en rbita), la estacin CSM puede calibrar el nivel de seal recibido en la estacin terrena afectada, que puede utilizar este nivel de r

29、eferencia para determinar sus niveles de ruido e interferencia. 1554-02CSMEstacin terrena afectadaFIGURA 2Configuracin CSM que proporciona la calibracin a una estacin terrena afectadaDimetro de la antena (m) Anchura de haz a potencia mitad (grados) (Nivel de seal = 161,25 dB(W/(m2.40 kHz) S /N (dB)

30、(Nivel de seal = 166 dB(W/(m2.40 kHz) S /N (dB) 2 1,75 1,4 3,3 3 0,58 4,5 0,2 10 0,175 15 10,3 Rec. UIT-R S.1554 5 El presente Anexo se centra en la precisin del mtodo que utiliza una estacin CSM para calibrar el nivel de seal recibida en la estacin terrena afectada. El procedimiento de medicin es e

31、l siguiente: La seal de radiobaliza del satlite puede ser medida tanto por la estacin CSM como por la estacin terrena afectada. La medicin de la radiobaliza proporciona un nivel de seal estable y bien conocido que puede utilizarse para calibrar la estacin CSM. Asimismo, pro-porciona una estimacin de

32、l diferencial entre las prdidas atmosfricas en la estacin terrena afectada y las que se producen en la estacin CSM. Si las variaciones en el nivel de la radiobaliza causadas por la estabilidad y los errores de medicin son mayores que las variaciones debidas a los cambios atmosfricos, las mediciones

33、de la radiobaliza pueden no ser tiles. En el resto del Anexo se supone que las mediciones de interferencia se realizan en condiciones de cielo despejado y que las mediciones de la radiobaliza no se consideran en la estimacin de la precisin global. Cabe sealar, sin embargo, que en el caso de un siste

34、ma de rbita terrestre baja (LEO), donde la interferencia ms importante aparece cerca de un suceso en lnea, puede suponerse que la degradacin de la seal no OSG es similar a la del sistema OSG. Esto implica que el nivel de la relacin portadora/interferencia en el enlace es aproximadamente el mismo tan

35、to en condiciones de cielo despejado como durante la lluvia. Por consiguiente, el nivel de interferencia no OSG verdadero debe tener en cuenta el nivel de desvanecimiento. Se debe medir una seal de referencia en la estacin CSM. Se han investigado dos fuentes para la seal de referencia: La seal de re

36、ferencia es la portadora de estacin terrena afectada por la interferencia. La seal de referencia es una seal piloto transmitida en la banda de guarda adyacente a la seal afectada. En la Fig. 3 se presenta la seal afectada sometida a prueba. La banda de guarda muestra el piloto que puede ser utilizad

37、o como seal de referencia CSM. 6 Rec. UIT-R S.1554 1554-03N1N2Seal 2Seal 1PilotoFIGURA 3Niveles de ruido en banda en funcin de los niveles de ruido fuera de bandaObsrvese que, a causa de los flancos de filtro, el nivel de ruido en la banda de guarda puede diferir del ruido en la frecuencia de seal.

38、Esto puede inducir a un error si la seal de la estacin terrena afectada se utiliza como referencia CSM. Cuando la seal de la estacin terrena afectada es la referencia, se emplea para determinar el nivel de ruido N1. Sin embargo, la interferencia se mide con relacin al nivel de ruido N2. Por lo tanto

39、, cuando se utilice la seal de la estacin terrena afectada como referencia, la interferencia medida puede tener un error a causa de la diferencia entre los niveles de ruido N1y N2. La seal piloto puede proporcionar una medicin ligeramente ms precisa cuando se utiliza la seal de la estacin terrena af

40、ectada como referencia. El clculo aproximado de la precisin efectuado en este Anexo no considera el error que existira si se utiliza la seal de la estacin terrena afectada como la referencia CSM. Se debe medir en la estacin terrena afectada la interferencia ms ruido y el ruido. La medicin de interfe

41、rencia ms ruido se efecta en la banda de guarda prxima a la portadora afectada. Asimismo, puede medirse el nivel de ruido en la banda de guarda, pero slo inmediatamente antes y despus del suceso de interferencia. En necesario efectuar todas las mediciones en un breve intervalo de tiempo, de tal mane

42、ra que los valores no puedan variar. Adems, la interferencia se presenta solamente durante un corto espacio de tiempo, lo que limita el tiempo de medicin y la precisin. Se puede utilizar un procedimiento automtico para efectuar las mediciones. El montaje requerira contar con instrumentos de medicin

43、(medidor de potencia, analizador de espectro, procesador de seal digital) en la estacin terrena afectada. El equipo de medicin se conectara a un ordenador que se encargara de almacenar el espectro sometido a prueba. Las mediciones de la interferencia ms ruido y del ruido seran activadas por un impul

44、so de interferencia en los datos almacenados. Al mismo tiempo, se puede enviar automticamente una seal a la estacin CSM para solicitar una medicin de la portadora de referencia tan pronto como sea posible (son necesarios ms estudios sobre el procedimiento que debe emplearse y sobre la posible contri

45、bucin al presupuesto de error de cualquier retardo significativo). Rec. UIT-R S.1554 7 3 Calibracin del trayecto de radiofrecuencia de una estacin CSM El procedimiento de medicin se basa en la precisin del sistema CSM. En la Fig. 4 se representa un diagrama de bloques de una estacin CSM con el equip

46、o de calibracin integrado directamente en el trayecto de RF de la estacin terrena. 1554-04FIGURA 4Diagrama de bloques de una estacin CSMConvertidor reductor de frecuenciaAnalizador de espectro,analizador de procesador de seal digital, o medidor de potenciaControl del ordenador y dispositivo degrabac

47、inMedidor depotencia selectivaSintetizador defrecuenciaABRGuiaonda direccionalacopladorGuiaondadireccionalacopladoresEl instrumento de medicin est compuesto por un analizador de espectro, un analizador de procesador de seal digital o un medidor de potencia, conectado mediante un acoplador Guaonda di

48、reccional situado despus del ABR. El equipo de calibracin est compuesto por un sintetizador de frecuencia y medidor de potencia para calibrar el equipo de medicin. El equipo se controla desde la interfaz de un ordenador que, a su vez, controla los parmetros de medicin, el tiempo de calibracin y el registro de la informacin resultante. El sintetizador de frecuencia proporciona una seal de calibracin de referencia, necesaria para minimizar los efectos de la deriva del equipo y de las variaciones aleatorias de las mediciones. Los errores humanos, al poner en