ITU-R S 1556 SPANISH-2002 Methodology to determine the epfd downlink level corresponding to the loss of synchronization in geostationary fixed satellite service networks caused by sys.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1556 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1556 Metodologa para determinar el nivel de la dfpecorrespondiente a la prdida de sincronismo de las redes del servicio fijo por satlite geoestacionario causada por la interferencia procedente de los sistemas de satlite no geoestacionarios (Cuestiones UIT-R

2、231/4 y UIT-R 73/4) (2002) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que las prdidas de sincronismo en un enlace de satlite del servicio fijo por satlite geoestacionario (SFS OSG) pueden ser extremadamente perturbadoras para el servicio subyacente que se presta; b) que las prdida

3、s de sincronismo repercutirn directamente en la disponibilidad del servicio prestado y que un diseo prudente del balance del enlace del satlite depende del conocimiento de los umbrales en los que se producen las prdidas de sincronismo; c) que la medida de la indisponibilidad de las redes de satlite

4、viene determinada por los efectos combinados de los umbrales del equipo, de la interferencia y de los efectos de propagacin; d) que el nivel de la relacin C/N en el que pueden producirse las prdidas de sincronismo puede ser del orden de 1 a 4 dB inferior al nivel requerido de la relacin C/N correspo

5、ndiente al umbral de disponibilidad (es decir, del objetivo a corto plazo); e) que en el caso de las redes OSG que estn integradas en redes terrenales, la red puede interrumpir el enlace a un nivel superior al que causara la prdida del sincronismo del mdem; f) que la Conferencia Mundial de Radiocomu

6、nicaciones (Estambul, 2000) (CMR-2000) adopt lmites de la densidad de flujo de potencia equivalente de enlace descendente (dfpe), incluyendo lmites operacionales, aplicables a los sistemas no OSG en ciertas bandas de frecuencia; g) que los operadores de redes OSG necesitan poder identificar zonas cl

7、imatolgicas en las que la intensidad de la lluvia sea tal que los enlaces puedan ser susceptibles a crestas de interferencia correspondientes a los lmites operacionales de la dfpey de evaluar la susceptibilidad a las prdidas de sincronismo del demodulador, recomienda 1 que como directriz de diseo, l

8、os niveles de la dfpe correspondientes a prdidas del sincronismo del receptor en una estacin terrena del SFS OSG se determinen mediante la meto-dologa del Anexo 1. En el Anexo 2 figuran ejemplos de resultados; 2 que las Notas siguientes formen parte de la Recomendacin: NOTA 1 La duracin temporal y l

9、a frecuencia de aparicin de las seales interferentes pueden contribuir a la determinacin del nivel mximo admisible de interferencia. Se observa que los casos mltiples de interferencia de corta duracin pueden traducirse en periodos ms largos de indisponibilidad debida al tiempo necesario para la recu

10、peracin de la prdida de sincronismo superiores a los de un nmero menor de eventos largos. 2 Rec. UIT-R S.1556 NOTA 2 Si hay una interferencia inaceptable debida a los niveles de la dfpeque no sean superiores a los lmites operacionales, el operador de red OSG tendr la opcin de ajustar el enlace de fo

11、rma que la interferencia sea aceptable. NOTA 3 En el caso de redes del SFS OSG con velocidades de datos inferiores, el nivel de la relacin C/N en el que se produce la prdida del sincronismo puede ser inferior al de las redes con velocidades de datos superiores, mientras que el tiempo necesario para

12、la recuperacin de la temporizacin del sincronismo puede ser superior. Se necesitan ms estudios para determinar los niveles del umbral de sincronismo para las redes con velocidades de datos superiores a 34 Mbit/s. NOTA 4 Se necesitan ms estudios para determinar los niveles umbral de la perdida de sin

13、cronismo en los enlaces que estn integrados en redes terrenales. ANEXO 1 Este Anexo ofrece un mtodo que permite a los operadores de sistemas OSG identificar zonas climatolgicas en las que pueda haber enlaces que sean susceptibles a las prdidas de sincronismo con niveles de interferencia correspondie

14、ntes a los lmites operacionales de la dfpe. 1 Clculo de la dfpe terica de las prdidas de sincronismo La sensibilidad a las prdidas de sincronismo debidas a la lluvia es un problema mundial de las redes OSG y la interferencia no OSG aumentar la probabilidad de prdida de sincronismo en todas las zonas

15、 de lluvia. Las prdidas de sincronismo pueden ser extremadamente perturbadoras para ciertos servicios que, en las circunstancias actuales, se ofrecen adecuadamente por redes de satlite. Como las redes OSG estn concebidas para reducir las prdidas de sincronismo hasta casi el 0% del tiempo, tambin deb

16、e tenerse en cuenta la interferencia adicional procedente de sistemas no OSG. Puede efectuarse un clculo simple de la relacin I/N para demostrar si una estacin terrena OSG que reciba una intensidad de lluvia determinada es susceptible a prdidas de sincronismo (sync loss) inducidas por la dfpe. El cl

17、culo depende de la relacin C/N recibida (C/N )sync loss= C/(N + I ) en la que se produce la prdida de sincronismo. La relacin (C/N )sync lossse encuentra generalmente en la gama de 1 dB a unos 4 dB por debajo de la (C/N )requeridanecesaria para lograr el objetivo mnimo de calidad en cuanto a la prop

18、orcin de bits errneos (BER) deseada para el enlace (es decir, el umbral de disponibilidad). Un enlace en el que (C/N ) = (C/N )requerida (C/N )sync loss) = 1 dB es representativo de una codificacin de velocidad 1/2, mientras que uno con (C/N ) = 3 dB es representativo de una codificacin de velocidad

19、 3/4. El Cuadro 1 ofrece informacin tpica de la modulacin y de la prdida de sincronismo para sistemas con velocidades de datos inferiores a 34 Mbit/s 1. _ 1Esta informacin, procedente de la Recomendacin UIT-R S.1522, se utiliz para calcular y evaluar los efectos de los lmites de la dfpe en las redes

20、 del SFS OSG que funcionan en la banda de 14/12 GHz y cuya disponibilidad es sensible a la recuperacin de la temporizacin de sincronismo y a la interferencia emitida por las redes del SFS no OSG. Rec. UIT-R S.1556 3 CUADRO 1 Por lo general se conoce el nivel de la degradacin de la relacin C/N que ca

21、usa una prdida de sincronismo (para un enlace determinado). Adems, puede estimarse el nivel del margen que es necesario para proteger una red con una intensidad de lluvia determinada en una banda de frecuencias especfica (vase por ejemplo el Cuadro 2). Esta informacin puede utilizarse para calcular

22、los niveles de interferencia que darn lugar a una prdida del enganche de sincronismo en enlaces OSG. Para algunos enlaces sensibles, dichos niveles pueden producirse durante algunos casos de condicin en lnea (es decir, cuando una estacin terrena OSG, un satlite no OSG y un satlite OSG estn en lnea).

23、 CUADRO 2 Mrgenes representativos de la compensacin de potencia para la intensidad de lluvia en la banda de 12 GHz Modulacin y codificacin C/(N + I ) (dB) MDP-4 velocidad 7/8 6,0 MDP-4 velocidad 3/4 5,3 MDP-4 velocidad 1/2 3,5 MDP-8 8,1 MAQ-16 11,0 MDP-4: Modulacin por desplazamiento de fase cuatern

24、aria. MAQ: Modulacin de amplitud en cuadratura. Disponibilidad del enlace descendente (%) Intensidades de lluvia (mm/hr) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 99,9 0,4 0,8 1,3 1,6 1,9 2,3 2,6 2,9 3,2 3,4 3,7 3,9 99,99 Margen del enlace descendente para contrarrestar el desvanecimiento de la intensidad

25、de la lluvia (dB) 1,3 2,9 4,1 5,2 6,2 7,1 7,9 8,8 9,5 10,2 10,9 11,6 NOTA 1 Margen para la lluvia calculado segn la Recomendacin UIT-R P.618 para una disponibilidad del 99,9% y del 99,99%. Suponiendo una altitud de todas las estaciones terrenas de 0,25 km, con polarizacin vertical en la latitud de 4

26、0 y un ngulo de elevacin de 20. 4 Rec. UIT-R S.1556 La degradacin de la calidad de un enlace de comunicaciones puede expresarse en trminos de un aumento equivalente de la temperatura de ruido del sistema, en comparacin con el de un enlace sin la influencia degradante. Esta relacin puede expresarse d

27、e la siguiente manera: Degradacin = 10 log(T + TI) / T ) dB Tambin puede demostrarse que, en condiciones de cielo despejado, para los enlaces concebidos de forma que el margen del umbral de disponibilidad sea aproximadamente igual al margen de la lluvia, las prdidas de sincronismo se producirn cuand

28、o: Degradacin = MR+ (C/N ) dB siendo: T : temperatura de ruido del sistema, incluyendo el ruido de todas las fuentes conocidas (K) TI: aumento de la temperatura de ruido del sistema debido a la fuente de inter-ferencia adicional (K) MR: margen de la lluvia en el enlace descendente con cielo despejad

29、o (dB) (C/N ) : disminucin de la relacin C/N umbral a partir del objetivo de calidad mnimo hasta el nivel de prdida de sincronismo (dB). Por consecuencia, en condiciones de cielo despejado, y para enlaces concebidos de forma que el margen del umbral de disponibilidad sea aproximadamente igual al mar

30、gen de la lluvia, la relacin entre la temperatura de ruido del sistema en funcionamiento normal, el margen de lluvia adicional y el aumento de la temperatura de ruido debido a la interferencia que pueda causar la prdida de sincronismo viene dado por la ecuacin (1): 10 log(T + TI) / T ) = MR+ (C/N )

31、dB (1) El nivel de la potencia de interferencia recibida que causara la prdida de sincronismo puede determinarse resolviendo para TIla ecuacin (1). El nivel de interferencia resultante permite determinar el nivel de la dfpe que causara la prdida de sincronismo. Segn ello, el aumento de la temperatur

32、a de ruido debido a la interferencia no OSG que causara la prdida de sincronismo viene dado en la ecuacin (2) de la siguiente manera: TI= (10(MR+ (C/N )/10 1) T K (2) El aumento de toda la temperatura de ruido, TI, debido a la interferencia no OSG puede utilizarse para calcular el aumento resultante

33、 de la potencia de interferencia recibida, IT, con la ecuacin (3): IT= 10 log (k TIB) dBW (3) siendo: B : anchura de banda de referencia (40 Hz) 10 log k : 10 log (constante de Boltzmann) = 228,6 dB(W/(Hz K ). La dfpe de una seal interferente no OSG, IT, que rompera el enganche del sincronismo si se

34、 recibe en el eje puede determinarse a partir de la ecuacin (3) restando la superficie de antena equivalente, tal como se muestra en la ecuacin (4): dfpesync loss= IT 10 log( D2/4) dB(W/(m2 40 kHz) (4) siendo: D : dimetro de la antena de la estacin terrena : eficacia de la antena. Rec. UIT-R S.1556

35、5 ANEXO 2 Este Anexo ofrece algunos ejemplos de la aplicacin de las ecuaciones (2), (3) y (4). El Cuadro 3 muestra la combinacin de los tamaos de antena de estacin terrena y de temperaturas de ruido del sistema que se suponen en la aplicacin de esta Recomendacin. Estas combinaciones son reali-zables

36、 en algunos enlaces prcticos. Las Figs. 1 a 4 muestran los niveles de la dfpeque causaran prdidas de sincronismo en tales enlaces del SFS OSG, a menos que se den mrgenes adicionales. Estos valores pueden compararse con los valores del Cuadro 22-4A del Reglamento de Radio-comunicaciones. CUADRO 3 Tam

37、aos de antena de estacin terrena y temperaturas de ruido del sistema 1556-01516316216116015915810 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Intensidad de lluvia (mm/h)FIGURA 1Niveles de la dfpede una antena de estacin terrena de 3 m de dimetroque dan lugar a prdida de sincronismoDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) =

38、 1 dBDisponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 1 dBDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 3 dBDisponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 3 dBdfpe(dB(W/(m2 40KHz)Dimetro de la antena de la estacin terrena (m) Temperatura de ruido del sistema (K) 3 350 4,5 450 6 600 10 800 6 Rec. UIT-R S.1556 1556-02516416316216116010 15 20

39、25 30 35 40 45 50 55 60Intensidad de lluvia (mm/h)dfpe(dB(W/(m2 40KHz)FIGURA 2Niveles de la dfpede una antena de estacin terrena de 4,5 m de dimetroque dan lugar a prdida de sincronismoDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 1 dBDisponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 1 dBDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 3 dBDi

40、sponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 3 dB1556-03516616516416316210 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Intensidad de lluvia (mm/h)dfpe(dB(W/(m2 40KHz)FIGURA 3Niveles de la dfpede una antena de estacin terrena de 6 m de dimetroque dan lugar a prdida de sincronismoDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 1 dBDisponibilid

41、ad = 99,9 %; (C/N) = 1 dBDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 3 dBDisponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 3 dBRec. UIT-R S.1556 7 1556-04516816716616516416310 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Intensidad de lluvia (mm/h)dfpe(dB(W/(m2 40KHz)FIGURA 4Niveles de la dfpede una antena de estacin terrena de 10 m de dimetroque dan lugar a prdida de sincronismoDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 1 dBDisponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 1 dBDisponibilidad = 99,99 %; (C/N) = 3 dBDisponibilidad = 99,9 %; (C/N) = 3 dB