ITU-R SA 1015-1 SPANISH-2007 Bandwidth requirements for deep-space research《深空研究的带宽要求》.pdf

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1、 Rec. UIT-R SA.1015-1 1 RECOMENDACIN UIT-R SA.1015-1 Requisitos de anchura de banda para la investigacin del espacio lejano (Cuestin UIT-R 209/7) (1994-2007) Alcance La presente Recomendacin describe los requisitos de anchura de banda para el servicio de investigacin espacial (espacio lejano) que de

2、bern tenerse en cuenta en el futuro para las asignaciones de banda a ese servicio. Se explican adems en esta Recomendacin las bases tcnicas de dichos requisitos. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que tanto para el presente como para el futuro previsible, las mximas veloci

3、dades de smbolos necesarias para las telecomunicaciones con el espacio lejano en ambas direcciones, espacio-Tierra y Tierra-espacio estn bien establecidas (vase el Anexo 1); b) que aplicando las tcnicas viables en la actualidad se han establecido las correspondientes anchuras de banda necesarias; c)

4、 que la anchura necesaria de las bandas asignadas se ve influida por los requisitos de los diferentes enlaces y por el nmero de enlaces que se encuentran simultneamente dentro de la abertura angular del haz de la antena de una estacin terrena de investigacin del espacio lejano; d) que en el futuro,

5、utilizando tcnicas ms modernas podr reducirse la anchura de banda necesaria para ciertas funciones de telecomunicacin relacionadas con la investigacin del espacio lejano, recomienda 1 que en la atribucin de bandas para la investigacin del espacio lejano se tengan en cuenta los requisitos de anchura

6、de banda enumerados en el Anexo 1; 2 que se considere la adopcin de todas las medidas viables para reducir la anchura de banda necesaria para los futuros sistemas de telecomunicacin destinados a la investigacin del espacio lejano. 2 Rec. UIT-R SA.1015-1 Anexo 1 Requisitos de anchura de banda para la

7、 investigacin del espacio lejano 1 Introduccin La anchura de banda total adecuada para las telecomunicaciones con el espacio lejano es una funcin de las velocidades de smbolos necesarias, del nmero de enlaces de vehculos espaciales en cada misin, del nmero de misiones y del grado en el cual las frec

8、uencias se pueden compartir sin interferencia mutua. 2 Anchura de banda del enlace Las anchuras de banda de los enlaces Tierra-espacio y espacio-Tierra estn regidas por las velocidades de smbolos de telemedida requeridas, as como por la precisin necesaria de las mediciones angular y de distancia. En

9、 el Cuadro 1 se resumen las velocidades de smbolos necesarias y las anchuras de banda correspondientes a las diferentes funciones que se prev utilizar en la investigacin del espacio lejano. CUADRO 1 Velocidades de smbolos y anchuras de banda mximas requeridas para una misin en el espacio lejano Sent

10、ido y funcin Velocidad de smbolos (Msmbolos/s) Anchura de banda de radiofrecuencia (MHz) Tierra-espacio Telemando 00 0,002 0 00,040(1) Programacin informtica 0 00,2 0,8 Seales vocales 0 00,045 0 0,18 Televisin 30 120 Determinacin de distancias 100(2) 400 Espacio-Tierra Telemedida de mantenimiento 1,

11、2(3) 4,8 Datos cientficos 600(4) 1 200(5) Seales vocales 00 0,27(3) 00 1,08 Televisin 60(4) 240 Determinacin de distancias 100(2) 400 (1)Por lo general se utilizar una subportadora. (2)La unidad es MHz para la determinacin de distancias con ondas sinusoidales y Mchip/s (megachips por segundo) para l

12、a determinacin de distancias con seudorruido (PN). (3)Suponiendo que se utilice un cdigo de correccin de errores 1/6. (4)Suponiendo que se utilice un cdigo de correccin de errores 1/2. (5)Suponiendo que se utilice la modulacin MDP-4. Rec. UIT-R SA.1015-1 3 La tcnica de navegacin extremadamente preci

13、sa que utiliza interferometra con lnea de base muy larga (very long baseline interferometry VLBI) exige la transmisin de tonos muy separados de la portadora. Normalmente el espaciamiento puede variar de 1/200 a 1/600 de la frecuencia transmitida por el vehculo espacial, y la potencia relativa de eso

14、s tonos con respecto a la portadora es por lo general de 15 dB. La transmisin de estos tonos no ser continua. Por lo tanto, la separacin de la lnea espectral de los tonos de frecuencia utilizados en VLBI no se ha de considerar como una determinante de la anchura de banda necesaria. La simplicidad de

15、l diseo del vehculo espacial, as como la fiabilidad y la calidad de funcionamiento ptima de los enlaces de telecomunicaciones, han conducido a utilizar la modulacin de fase bivalente con portadora residual como tcnica tradicional para la transmisin de informaciones en el espacio lejano. Para transmi

16、tir una onda moduladora cuadrada peridica con una prdida no superior a 0,3 dB, la anchura de banda debe incluir el quinto armnico de la onda cuadrada moduladora. Para la seal de telemedida, la anchura de banda de radiofrecuencia debe ser suficiente para incluir el quinto armnico de la frecuencia de

17、la subportadora, adems de dos veces y media la velocidad de smbolos. Con las tcnicas actuales, la frecuencia de la subportadora debe ser lo suficientemente alta para proporcionar por lo menos 1,5 ciclos de subportadora por smbolo. Por lo tanto, la mxima anchura de banda de radiofrecuencia necesaria

18、total es: BW = 2 (SR 1,5 5) + 2,5 SR = 20 SR donde: BW : anchura de banda de radiofrecuencia SR : velocidad de smbolos. A medida que aumenta la velocidad de smbolos de telemedida, la necesidad de una subportadora para mantener la potencia de datos fuera de la anchura de banda del bucle de seguimient

19、o de la portadora disminuye. Esto se debe a que la anchura de banda del bucle de seguimiento de la portadora pasa a ser una fraccin relativamente ms pequea de la anchura de banda del espectro de smbolos, y la potencia de smbolos eliminada por el bucle de enganche de fase de la portadora pasa a ser i

20、nsignificante. Utilizando la codificacin adecuada tambin se puede reducir al mnimo la potencia de smbolos cerca de la frecuencia de la portadora, con el fin de que no se necesiten subportadoras. La eliminacin de las subportadoras reduce la anchura de banda de radiofrecuencia necesaria total a: BW =

21、2 (2 SR) = 4 SR Para reducir a la mitad los requisitos de anchura de banda en velocidades elevadas de datos, puede utilizarse la modulacin MDP-4. Actualmente, para la determinacin de distancias se utiliza en la portadora la modulacin de seales de reloj de onda sinusoidal u onda cuadrada. En futuras

22、misiones se prev la determinacin de distancias con seudorruido (PN). A fin de lograr un nivel de calidad aceptable, la anchura de banda necesaria para la determinacin de distancias con ondas sinusoidales u ondas cuadradas ser igual a cuatro veces la frecuencia de reloj y para la determinacin de dist

23、ancias PN, a cuatro veces la velocidad de chip. La determinacin de distancias sola dominar los requisitos de anchura de banda de una misin. Con el rpido incremento de las velocidades de telemedida, la determinacin de distancias ya no es, en un gran nmero de nuevas misiones, el factor dominante de lo

24、s requisitos de anchura de banda. En el futuro, las velocidades muy altas de telemedida requeridas pueden plantear la necesidad de reducir an ms la anchura de banda transmitida, para acomodar a ms vehculos espaciales dentro de una atribucin de banda dada. Entre las tcnicas adecuadas figuran la modul

25、acin por desplazamiento mnimo y otras tcnicas eficaces de modulacin de anchura de banda. 4 Rec. UIT-R SA.1015-1 La anchura mxima de banda de radiofrecuencia necesaria para una misin dada est determinada por la velocidad de smbolos total requerida para permitir funciones simultneas y por el mtodo de

26、modulacin. En las realizaciones actuales, la mxima anchura de banda de radiofrecuencia de un solo vehculo espacial no tripulado es aproximadamente de 12 MHz. Para la funcin VLBI, un par de lneas espectrales separadas hasta 115 MHz de la frecuencia portadora pueden formar parte de la seal transmitida

27、. En el futuro, las velocidades superiores indicadas en el Cuadro 1 exigirn anchuras de banda de transmisin de hasta varios cientos de MHz. 3 Anchura de banda para una misin Cuando varios vehculos espaciales se ubican alrededor de un planeta, suelen encontrarse dentro de la abertura angular del haz

28、de la antena de una estacin terrena. El funcionamiento simultneo de los enlaces de telecomunicacin exige que la anchura de banda de radiofrecuencia sea suficiente para que quepan las diferentes seales, sin interferencia mutua. El diseo caracterstico de las misiones, junto con las consideraciones rel

29、ativas a los requisitos funcionales simultneos de cada vehculo espacial, llevan a la conclusin de que las misiones al espacio lejano podran necesitar una anchura de banda total de aproximadamente 4 000 a 5 000 MHz, suponiendo que tres o cuatro misiones funcionen simultneamente a la velocidad de dato

30、s cientficos ms elevada. La anchura de banda acumulada puede llegar a reducirse de forma considerable, posiblemente en un factor de dos a cuatro, si en el futuro se aplican tcnicas eficaces de modulacin de anchura de banda a velocidades elevadas de datos. 4 Fiabilidad del enlace y utilizacin de band

31、as atribuidas En la subseccin precedente se establece la anchura de banda mxima requerida para la investigacin del espacio lejano. Las atribuciones existentes prximas a 2 y 8 GHz no pueden satisfacer estos requisitos. Sin embargo, estas atribuciones proporcionan capacidades indispensables para la in

32、vestigacin del espacio lejano. Las atribuciones de 10 MHz de anchura prximas a 2 GHz proporcionan enlaces que son relativamente inmunes a los efectos adversos de la lluvia y las nubes. Lo mismo que en el pasado, los vehculos espaciales planificados actualmente incluyen a menudo los equipos necesario

33、s para utilizar estas atribuciones, a efectos de garantizar por lo menos el xito parcial de la misin en caso de condiciones meteorolgicas adversas que impidan la utilizacin de bandas de frecuencias superiores. Las misiones actuales utilizan fundamentalmente las atribuciones de 50 MHz de anchura prxi

34、mas a 8 GHz, con miras a proporcionar los enlaces para las operaciones normales de la misin. Cuando una misin dada no requiera las mximas velocidades de smbolos posibles, estas atribuciones seguirn facilitando los enlaces necesarios para el espacio lejano. Las atribuciones de 500 MHz prximas a 32 GHz proporcionan una anchura de banda adicional para las misiones en el espacio lejano, aunque no cumplan los requisitos de anchura de banda mxima especificados en el Cuadro 1 con respecto a los datos cientficos.