ITU-R S 730 SPANISH-1992 Compensation of the effects of switching discontinuities for voice band data and of doppler frequency-shifts in the fixed-satellite service《卫星固定业务中语音波段数据交换.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.730 1 RECOMENDACIN UIT-R S.730*Compensacin de los efectos causados por discontinuidades debidas a la conmutacin en la transmisin de datos en banda vocal y los desplazamientos de frecuencia por efecto Doppler en el servicio fijo por satlite (Cuestin 7/4) (1992) La Asamblea de Radiocomun

2、icaciones de la UIT, considerando a) que los sistemas de satlites no geoestacionarios en rbita circular estn expuestos a desplazamientos de frecuencia por efecto Doppler que afectan a la estabilidad de la seal de radiofrecuencia, as como a desplazamientos de frecuencia diferenciales por efecto Doppl

3、er que ocasionan, respectivamente un ensanchamiento o una contraccin de la banda de base en interconexiones analgicas y deslizamientos de trama en interconexiones digitales; b) que las perturbaciones orbitales de los satlites geoestacionarios pueden originar variaciones cclicas en los retardos de pr

4、opagacin del trayecto de transmisin inferiores a 3 ms; c) que la diferencia entre la audiofrecuencia aplicada a un extremo del circuito y la frecuencia recibida en el otro extremo no debe rebasar 2 Hz de acuerdo con la Recomendacin UIT-T G.225; d) que el valor mximo permitido de deslizamiento de tra

5、ma en las interconexiones digitales depende de los sistemas de redes conectados; e) que las operaciones de conmutacin que se efectan en los sistemas de satlites no geoestacionarios en rbita circular causan discontinuidades debidas a la conmutacin motivadas por los distintos trayectos de propagacin a

6、 travs de los dos satlites utilizados, recomienda 1 que para la transmisin de telefona analgica mediante satlites no geoestacionarios del servicio fijo por satlite, se corrija el desplazamiento Doppler diferencial cuando el producto de la banda de base (MHz) por el nmero de revoluciones diarias del

7、satlite con respecto a la Tierra, sea superior a 0,666; 2 que es necesario compensar las discontinuidades debidas a la conmutacin que dan lugar a diferencias de tiempo superiores a 20 ms en la transmisin de telefona analgica, insertando al efecto dispositivos adecuados de retardo variable; 3 que se

8、apliquen memorias de almacenamiento adaptables para la correccin del desplazamiento Doppler diferencial de los enlaces digitales por satlite en el extremo receptor o transmisor, respectivamente, dependiendo las dimensiones de la memoria de los parmetros de la rbita, de la velocidad de transmisin de

9、datos y del valor mximo permitido de deslizamiento de trama; 4 que, para la interconexin digital de redes sncronas nacionales, la memoria de almacenamiento se dimensione teniendo en cuenta la necesidad de suprimir completamente las variaciones en el retardo de la transmisin; _ *La Comisin de Estudio

10、 4 de Radiocomunicaciones efectu modificaciones de redaccin en esta Recomendacin en 2001 de conformidad con la Resolucin UIT-R 44 (AR-2000). 2 Rec. UIT-R S.730 5 que las siguientes Notas se consideren parte integrante de la presente Recomendacin. NOTA 1 La transmisin de datos y de telefax por un can

11、al telefnico analgico compensado de acuerdo con el 1 y que, por consiguiente, cumple la Recomendacin UIT-T G.225, no requiere disposiciones adicionales para compensar el desplazamiento Doppler diferencial. NOTA 2 La transmisin de datos que requiere una anchura de banda superior a la de un canal tele

12、fnico necesita una correccin del desplazamiento Doppler diferencial para un valor de s ms reducido que el indicado en el 1. NOTA 3 La transmisin de seales de televisin analgica en los sistemas reales del servicio fijo por satlite no resulta afectada por el desplazamiento Doppler diferencial o las di

13、scontinuidades debidas a la conmutacin a causa de la diferencia en el trayecto de propagacin y, por consiguiente, no exige correcciones. NOTA 4 En la transmisin de datos, la aparicin de discontinuidades debidas a la conmutacin puede depender de la tcnica de correccin de errores del sistema. NOTA 5 P

14、ara compensar el desplazamiento Doppler diferencial mencionado en el 1 pueden emplearse dispositivos de retardo variable como los mencionados en el 2. Puede emplearse un dispositivo comn para ambos casos. NOTA 6 El 1 se refiere nicamente a las rbitas circulares de satlites no geoestacionarios. Los o

15、tros tipos de rbitas no geoestacionarias, como las rbitas elpticas muy inclinadas (por ejemplo, MOLNIYA o TUNDRA) deben seguirse estudiando, con objeto de utilizar tales sistemas en el futuro. NOTA 7 Se espera que las discontinuidades debidas a la conmutacin de 20 ms indicadas en el 2 no sean crtica

16、s para los sistemas telefax de grupo 3 actuales y que no causen degradaciones inaceptables. No obstante, las futuras Recomendaciones UIT-T sobre la calidad del servicio telefax podran incluir informacin especfica sobre el mximo nmero posible de interrupciones de transmisin, en cuyo caso podran preci

17、sarse estudios ulteriores. NOTA 8 En los Anexos 1 y 2 figura el anlisis en el que se basa la presente Recomendacin. ANEXO 1 Influencia de los desplazamientos de frecuencia debidos al efecto Doppler y de las discontinuidades debidas a la conmutacin en el servicio fijo por satlite 1 Efecto Doppler (ap

18、licable a los satlites no geoestacionarios) El valor del desplazamiento total de frecuencia debido al efecto Doppler entre las estaciones terminales de un sistema del servicio fijo por satlite, depende de las longitudes de onda utilizadas y de la velocidad relativa del satlite con respecto a las est

19、aciones terrenas. El componente principal del desplazamiento debido al efecto Doppler, es decir, el desplazamiento de la portadora o de una frecuencia de referencia de la transmisin, puede eliminarse en el receptor. No obstante, puede ser necesario compensar tambin el desplazamiento diferencial a lo

20、 largo de la anchura de banda radioelctrica ocupada por la seal que produce un ensanchamiento o una contraccin de la seal en la banda de base. Segn la situacin de las estaciones terrenas y las caractersticas de la rbita del satlite, puede haber adicin o substraccin de los desplazamientos de frecuenc

21、ia que por Rec. UIT-R S.730 3 efecto Doppler se producen entre la estacin terrena transmisora y el satlite, y entre el satlite y la estacin terrena receptora. Si se toman 5000 km como valor probable de la altura mnima de la rbita de un satlite de telecomunicaciones, el ensanchamiento o la contraccin

22、 del espectro de la seal en la banda de base no ser superior a 2 105. En la mayora de los casos, la altura de la rbita ser mayor y el efecto Doppler mucho menor, e incluso prcticamente nulo, en el caso del satlite geoestacionario. El valor mximo del efecto Doppler resultante de transmisiones destina

23、das a una estacin espacial de un satlite colocado en una rbita circular, o procedentes de ella, puede evaluarse a partir de la relacin: sFF 6101,54 (1) donde: F : desplazamiento de frecuencia debido al efecto Doppler F : frecuencia de trabajo s : nmero de revoluciones diarias (24 h) del satlite con

24、relacin a un punto fijo de la Tierra. Esta relacin puede utilizarse tambin para calcular el desplazamiento mximo diferencial de frecuencia debida al efecto Doppler en una banda de frecuencias. En el Cuadro 1, destinado a facilitar los clculos, se indica cierto nmero de valores de s para diversos val

25、ores de altitud de rbitas circulares ecuatoriales. CUADRO 1 En un sistema de acceso mltiple por distribucin de frecuencia (AMDF), cada estacin participante utiliza una porcin de la banda de frecuencias del repetidor del satlite. Como las transmisiones provenientes de las diferentes estaciones son in

26、dependientes en el tiempo, una diferencia eventual de tiempo no produce ningn efecto desfavorable. En cambio, se producir un efecto Doppler, variable en funcin del tiempo, en las transmisiones provenientes de cada estacin. En lo que respecta a los satlites utilizados para la retransmisin simultnea d

27、e seales provenientes de varias estaciones terrenas, puede ser necesario tomar especialmente en consideracin el efecto Doppler. Nmero de revoluciones diarias con relacin a la Tierra, s Altitud de las rbitas circulares ecuatoriales (km) Periodo (h) 0 1 2 3 4 5 6 7 35 600 20 240 13 940 10 390 8 080 6

28、420 5 170 4 190 24 12 8 6 4,8 4 3,4 3 4 Rec. UIT-R S.730 El Cuadro 2 muestra los valores mximos de los desplazamientos de frecuencia debidos al efecto Doppler en el satlite, en 6 GHz. Estos valores corresponden a rbitas ecuatoriales, en la hiptesis de que el satlite se desplaza en el mismo sentido q

29、ue el de rotacin de la Tierra. Debido a varias perturbaciones, la posicin de un satlite en la rbita de los satlites geoesta-cionarios vara. Si la posicin del satlite se mantiene dentro de un lmite de 0,1 en longitud y latitud, la velocidad relativa mxima del satlite con respecto a la estacin terrena

30、 es menor que 3,8 m/s aproximadamente, y el desplazamiento mximo de frecuencia debido al efecto Doppler no ser superior a 76 Hz en 6 GHz. Para evitar interferencias debidas al efecto Doppler entre los canales radioelctricos adyacentes, se pueden utilizar bandas de guarda. Segn la ubicacin de las est

31、aciones, la seal transmitida por una estacin podra tener su portadora desplazada hacia las frecuencias superiores, en tanto que la transmitida por una estacin en un canal adyacente tendra su portadora desplazada hacia las frecuencias inferiores. Otra solucin consiste en corregir los desplazamientos

32、de frecuencia mediante tcnicas adecuadas. Por ejemplo, suponiendo una banda de guarda de una anchura igual al desplazamiento mximo debido al efecto Doppler indicado en el Cuadro 2 para un sistema de 10 canales, la anchura total de las bandas de guarda sera igual a 18 veces los valores indicados (sie

33、mpre en 6 GHz). CUADRO 2 Desplazamiento mximo de frecuencia debido al efecto Doppler En los sistemas de acceso mltiple por distribucin en el tiempo (AMDT), todas las estaciones transmiten en la misma frecuencia portadora nominal, portadora que slo debe transmitirse durante el intervalo de la trama a

34、tribuido a la estacin. Durante la transmisin es probable que haya de modularse la portadora por desplazamiento de fase o de frecuencia. El efecto Doppler har que las transmisiones lleguen al satlite y sean transmitidas por ste en frecuencias que variarn alrededor de la frecuencia portadora nominal.

35、Los receptores de las estaciones terrenas deben, pues, ajustarse, a los cambios bruscos que se produzcan en la frecuencia de la portadora. Posiblemente ello exija aumentar el tiempo de guarda entre rfagas de seales y prever un periodo ms dilatado, dentro de la rfaga, para la recuperacin de la portad

36、ora y la sincronizacin de las rfagas en el caso de satlites no geoestacionarios. 1.1 Telefona Cuando se utiliza la telefona con multiplaje por distribucin de frecuencia, es necesario limitar la anchura de banda o la velocidad angular geocntrica aparente de los satlites con relacin al centro de la Ti

37、erra, para evitar cualquier valor inadmisible del desplazamiento de frecuencia diferencial debida al efecto Doppler (a menos que se introduzcan correcciones que permitan compensar este efecto). Periodo (h) 6 8 12 24 Altura aproximada (km) 11 000 14 000 20 000 36 000 ngulo de elevacin mnimo de la ant

38、ena: 5 Desplazamiento mximo de frecuencia debido al efecto Doppler, en 6 GHz (kHz) 27,7 18,5 9,3 0,0 Rec. UIT-R S.730 5 Segn la Recomendacin UIT-T G.225, la diferencia entre una audiofrecuencia aplicada a un extremo de un circuito telefnico y la frecuencia recibida en el otro extremo no debe ser sup

39、erior a 2 Hz. La Comisin de Estudio XV de Normalizacin de las Telecomunicaciones sigue estudiando la cuestin del error en la frecuencia restituida. Hay que advertir que en un enlace con un solo satlite el error de 2 Hz no se excede si el producto de la banda de base (MHz) por el nmero de revolucione

40、s diarias con relacin a la Tierra, s, no excede de 0,666; sin embargo, es probable que los equipos de multiplaje introduzcan un error adicional. Para tales velocidades angulares, el efecto Doppler provoca igualmente un desplazamiento de las frecuencias piloto. Estos desplazamientos de frecuencia pue

41、den corregirse mediante uno de los mtodos siguientes: dispositivo de retardo de tiempo variable, ajuste automtico de las frecuencias portadoras utilizadas en el equipo mltiplex por distribucin de frecuencia, a fin de compensar el efecto Doppler y reducir as los errores totales de frecuencia a valore

42、s suficientemente pequeos para ser admisibles. El primero de estos mtodos tiene la ventaja de que los errores debidos al movimiento del satlite podran suprimirse, de un modo efectivo, de la misma forma que han sido introducidos (es decir, por las variaciones del retardo de propagacin durante el paso

43、). Este mtodo tambin eliminara todos los efectos de los desplazamientos Doppler en las seales de la banda de base y, mediante disposiciones adecuadas, permitira evitar las discontinuidades por conmutacin, debidas a la conmutacin al pasar de un satlite al siguiente. Podran ajustarse las variaciones d

44、el tiempo de propagacin, basndose en las previsiones relativas a la rbita, o mediante un servomecanismo que utilice una seal piloto transmitida por la estacin terrena con destino al satlite y enviada nuevamente a la misma estacin terrena (mtodo del bucle). El mtodo del bucle presenta las ventajas si

45、guientes: se tiene la seguridad de que el satlite slo recibe las frecuencias correctas; esta ventaja puede ser de particular importancia en ciertos sistemas, por ejemplo, en los que el sentido Tierra-espacio emplea canales o grupos de canales muy prximos con modulacin de banda lateral nica; podra ev

46、itarse, hasta cierto punto, el ensanchamiento de la seal debido al efecto Doppler, por ejemplo dividiendo la anchura de banda de recepcin en partes convenientemente separadas y previendo compensaciones independientes para los grupos de circuitos provenientes de cada una de las otras estaciones terre

47、nas. Podra emplearse, alternativamente, una variante segn la cual la compensacin de las variaciones de tiempo de propagacin slo se aplicara en el extremo receptor y estara controlada por seales piloto procedentes de estaciones alejadas. En este caso, habra que adaptar el equipo mltiplex por distribu

48、cin de frecuencia de cada una de las estaciones terrenas, a fin de tener en cuenta el ensanchamiento o la contraccin de la banda de base por efecto Doppler. Se ruega a las administraciones que comuniquen al UIT-T sus recomendaciones o conclusiones a propsito de esta adaptacin, incluidos los mtodos de control del equipo mltiplex por distribucin de frecuencia de la estacin terrena basados en el principio del bucle, expuesto anteriormente a propsito del primer mtodo, o en el principio de un control especial para cada ruta. En todo