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” ANALISIS V DIBECSO DE UNA ESTCICION TERRENA ”

6SESOR :

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CILUHNO t

ALBERTO DOMINGUEZ RIOS

CONTENIDO

ESTACIONES TERRENAS

I . IntroducciGn al cambio 108 años 980 y 1990.

11 . Ventajas de los Satelites de comunicacibn digital sobre los Satdlites de comunicación anaibgica.

111. Subsistenia de comunicación Satelital - Estacidn Terrana.

ANALISIS Y DISEÑO

Subsistemas de una Escacibn Terrena.

Proceso de transmisii3n de las señales.

Proceso de recepción de las señales.

Esquemas de modulacibn.

Filtra je.

Figura de merito:

I . mido de Antena.

11. Ruido de componentes pasivos.

111. Ruido de las varias etapas amplificadioras del r-eceptor.

MODELO DE ENLACE ESTACION TERRENA/SATELITE

Enlace ascendente.

Transpondedor del Satélite.

Enlace descendente.

SERVICIOS OTORGADOS

Voz y datos. Telefonía. Televisión. Teleaudiciones.

I . I N T R O D U C C I O N EIL CAMBIO DE LOS A Ñ O S 1980 Y 1990

El sistema de Satelite global comercial se reconoce y opera por un consorcio de más de 100 naciones. conocido como INTELSAT (International Telecommunications Satellite Organization), el cual provee modernidad y alta calidad en los servicios para los palses miembros.

La variedad de los formatos de datos y servicios que se proveen a través de los enlace- satelitales son :

Señales de telefonla Señales de televisidn (aidio y video) Señales generadas por ccmputadora (Computer comunicat ions) Transmisidn de datos para comunicaciones por computador8 Teleproceso Videoconferencias Educación interact iva Datos médicos Servicios de emergencia Correo electr6nico Información de tráfico Datos de navegacidn para barcos y aeroplanos Datos para estrategias militares

Los Satélites para comunicaciones comerciales estan situados en la drbita gaoestacionaria: es decir. ellos estan estacionarios con respecto a un punto particular eobre la superficie de la Tierra. La altura de los Satélites geoestncionarios (distancia desde un punto particular sobre la superficie de la Tierra) es aproximadamente 36,000 Km. asumiendo que el ángulo de elevación es de 900.

La separacidn espacial requerida es entre 3 y 6" dependiendo de :

La estacion terrena y el ancho de los haces de la antena

La freccuencia de transmisión de l a portadora. Técnica de modulación empleada. Degradaci6n en el funcionamiento permisible debido a

del Satslite y el ldbulo lateral.

interferencias.

Los sitemas Satelitales ya pueden operarse en la banda do 14/12-GHz. Esta banda se reserva para las comunicaciones por Satélite, así no existe interferencia con los sistemas terreatres de microondas de línea de vista.

X I . VENTAJAS DE LOS SATELITES DE COMUNICACIQN D T b I T A L C O R R E LOS SATELITES R E CUMUNIC&CION ANALOGICA.

1 . incrementa l a capacidad 911 el niodo de dcrceso m u l t i p i e .

En la utilizacidn del transponder del Satelite. el rendimiento de la potencia es de interés €undament.al. Para incrementar esta eficiencia, la alta potencia de salida de los amp1 i f ¡cadores sera requel- ido para funcionar cercano a satuuacion. El Acceso Multiple por División de Tiempo (TDMA) en los sistemas de Satélites digitales logra un significativo incremento en la capacidad del sistema comparado con los sisteinas analiqicos de acceso múltiple p o r FM. Los transponders de TDMA. cuando se emplean adecuadamente, transmit.en solamente una sena1 a l a vez. La intermodulación en loa sistenias digitales no es tan critica como es en los sistema anal6gicos; así l a salida de los arnpl if icador-es dentro de los sistemas continuos y de r-afaga digital pueden operar cercanos o saturacidn.

2. Ventajas, econdmicas,,. inmediatas y a largo plazo.

El incremento en la capacidad, la mayor flexibilidad en si1 operacibn, y los costos de producción reducidos, contribuyen a las ventajas económicas de los sistemas de comunicaci6n de los Satélites digitales. Los rápidos avances en los desarrollos de circuitos 16gicos ulltra-high-speed (rango de 1-Gb/s),

rnicrocomputadoras, aumentan también los beneficios econ6micos. procesadores digi tales de alta velocidad. mini Y

3. Menos inherente a l a interferencia.

Los sistemas digitales proveen excelente funcionamiento, con una relacion portadora-ruido (C/N) dentro del rango de 20 a 30 dB. En los sistemas analdgicos FDM-FM frecuentemente requieren mucho m8s elevadas relaciones portadora-ruido.

4. Compatibilidad de mensajes analbgicos/digital y computaderas.

Un flujo de bits digital es un flujo de bits digital. independientemente de si ya sea que la fuente de informacidn es una señal de TV a color, voz anal6gica o dato digital. Por eso la multiplexacidn y procesamient@ de l a saííA1 de datos digitales es menos costosa que las sefiales analógicas.

5. Nuevas facilidades en Ius servicios.

Las tecnicas digitales, las computadoras, y los recursos autorizan la introduccidn de nuevos servicios lo cual podria no ser práctico con 11is metodos analOgicos. La coniunicaci6n por- computadora, los sistemas de reser-vacion y la transferencia de datos par-a bancos son algunos de esos servicios.

6. Alto grado de flexibilidad.

" Un switchboard en el cielo " - IJn Satélite regenerativo con potente capacidad de procesamiento de señales - es factible empleando técnicas de comunicaci6n digital. Existe también una posibilidad de operación de switchado del Satélite multirayo.

7. Intercúneccidn de bajo cústo directa con micrúondas, cable y sistemas de fibras ópticas.

Frecuentemente la interface requerida de las estaciones terr-enas satslitales con los enlaces de microondas terrestres, cable y fibra óptica e8 mucho más simple con señales codificadas digitalmente que con mensajes analbgicos.

8. Calidad en 14 transmisibn. casi independiente de la distancia y topología de la red.

Secciones de switcheo multiple, rageneracidn de eeñnl, y proceniiento de la señal que no degrada l a calidad de la señal digital en múltiples rebotes, mientras que en los sistemas analógicos el ruido es acwnulable (En los enlaces de subida y bajada el ruido es aditivo dentro de los sistema de Satélites no regenerativos).

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1 1 1 . SUBCISTEMFI DE COMUNIC&CION ShTELITAL / ESTACION TERRENA.

El slgiiients diagrama i lustra el sistema de comunicaci6n de Satelite digital moderno.

ACCESO AL SATELITE

EL Satdlite no dispone mas que de una potencia eléctrica y un ancho de banda limitado, fijado al momento de su lanzamiento, por lo tanto es necesario optimizar BU utilizacien adoptando el mejor tipo de acceso compatible con el objeto de la red y el sstadcí de l a tecnica.

Los t ipt:)~ inás ilsacivs de acceso son : FDMA(Acceeo mu1 t iple por divisi6n en frecuencia), TDMA (Acceso múltiple por divisidn en tiempo), dependiendo de si a la estacion ter-rena se le asigna una banda de frecuencia o una ranura de tiempo.

Loa sistemas .SCPC son multiplsxados por divisidn en frecuencia. las portadoras moduladas digitalmente. En el sistema SCPC staridaid de INTELSAT. cada portadora se modula mediante un modulador de cuatro fases (QPSK), convitiendo una señal de voz a la velocidad da 64 Kblseg mediante un convert idor Analógico/Digital. El proceso standard de cúnversibn AnalOgicníi~igital que se emplea es PCM (ModulaciOn por- Codificacidn de Pulsosi.Cada receptor de l a estacion terrena recibe el mensaje completo en FDM (Multiplexaje por División en Frecuencia). esto es, los mensaje8 transmitidos desde todas .las estaciones terr-enas hacia un trnnspondedor del Satélite especifico.Tambien se ilustra el espectro de IF (Frecuencia Intermedia).

El concepto de las comunicaciones de los Satélite a través de TDMA se muestra en l a figura No 2. Dentro de estos sistemas solamente una portadora modulada digitalmente se transmite a través de un transponder del Satélite, para cualqyier instante de tiempo dado. Asi l a generac,idn de los productos de interinodulacibn son evitados y de esta manera el amplificador da potencia del SateSlite puede ser operado dentro del modo de saturacidn (potencia mdxima transmitida). Esta es una ventaja evidente de los sistemas de comunicaci4n de multiples accesos del Satélite digital.

Un diagrama de block simplificado S G una terminal transmisora/receptora se muestra en la figura.

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ANALISIS Y D I S B O

Todo Satélite en una red de comunicaciones s610 sirve como un punto intermedio de la red de la que forma parte, por lo que es complementada con las estaciones terrenas que se comunican a traves de el Satélite.

Una estacidn terrena est4 compuesta de varios elementos y equipos interconectados entre si. El t6rmino estacidn terrena se emplea indiferente para indicar todo el equipo terminal que se comunica con el Satélite desde la Tierra, sin importar si está fija o m6vil en algun punto.

AMPLIPICACION DE POTENCIA

La señal digital es amplificada varias veces en el equipo transmisor. el transpondedor y el receptor por redes de dispositivos no lineales en escencia.

A frecencias menores a las de UHF, la operacibn en la región lineal de estos dispositivos no afectan notablemente su comportamiento de fase..y la operación en la región no lineal es evitada en loa niveles de baja potencia, para no generar productos de intermodulaci,ón.

AMPLIPICACION DE POTENCIA EN EL TP Para minimizar el efecto del ruido de subida, el

amplificador receptor del Satélite se opera a baja ganancia. Debido a la potencia disponible limitada. el amplificador final del TP se opera en regiones qltamente no lineales.

Las ganancias netas de 108 TPs de comunicación están en e l orden de 100 a 120 dB. Aproximadamente la mitad de la ganancia está en el receptor. El receptor es seguido, de hecho, por funciones de procesamiento lineal de señal qua contribuye de 10 a 20 dB de pérdidas tales como : .filtros canalizadores, igualadores de retardo. igualadores de amplitud. atenuadores y matrices de interruptores antes que la señal llegue al amplificador del transmisor del TP.

Las caracterlsticas de comunicaci6n del TP son limitada8 por varios par.ámetros de distorsi6n de l a señal: desviaciones de la linealidad de la fase con diferentes niveles de excitaci6n. característicae del coeficiente de transferencia AM/PM, diafonía inteligible modulada en frecuencia, no linealidad de amplitud. característ,icas de retardo de grupo del canal .y raepuesta transitoria pulsada pico a pico sobre la amplitud y l a fase.

SUBSISTEMAS DE UNA ESTACION TERRENA

Subsistema de Antena. Subsistema Amplificador de bajo nivel de ruido ( L N A ) . Subsistema Amplificacjón de Alta Potencia ( H P A ) . Subsistema Equipo de .comunicaci,On terrestre. Subsistema Equipo Interface. Subsistema Equipo de Monitoreo y ,Control

ANTENA

Las caracterígt.icas nias .importantes de una antena son su ganancia y el patrón de radiación. La ganancia es la capacidad de la antena para amplificar las seeales que recibe o transmite en cierta direccidn. Dicha ganancia sa mide en decibales en relacidn con la pot.encia radiada $3 recibida por la antena isotrópica dBi (Antena ficticia que radia simultaneaniente con la misma densidad de potencia en todas.las direcciones alrededor de ella. bpleada como referencia, cuya ganancia es la unidad).

Por.10 que es deseable tener la mayor- ganancia posible en la direccidn en la que vienen las señales que se quieren recibir o transmitir. y la mínima en todas las direcciones que no sean de interbs, por- lo que los lóbulos .laterales o secundarios de una antena deben ser lo mas pequefío posible para que no capten señales indeseables o no transmitan en otras direcciones no autorizadas o indeseables.

La ganancia de qna antena debe tener siempre un valor definido en cualquier dirección a su alrededor, pero por convencibn. se acostumbra asoqiarla con la direccibn maxima de radiacibn, que es el 16bulo principal de su patrón de radiaci,Cin. cuyo valor depende de varios factores, como el diámetro de la antena, su concavidad, la rugosidad de la superficie, e t c . Mientras más grande sea el diámetro de.la antena mayor será BU ganancia y el ldbulo princ.ipa1 de radiaci-ón será mbs angosto y los l<>bulos laterales se reducen. Ver figura.

Una antena parabólica refleja las señales que llegan a ella y las concentr-a en un punto comiin llamado .foco: asimismo, la0 senales que provienen del foco, las refleja y'las concentra en un haz muy angosto de radiación. Este-foco coincide con el foco geometric@ del paraboloide de revolución que representa mátemdticamente a,la antena y en el que se coloca el alimentador. y que por ,lo general es una antena corneta: el tipo de a1imentado.r de-fine l a 'ganancia final de la antena y la3 caracterleticas de los 16bulos. Hay var,ios t.ipos de Un6 a l inienta<;i.on de una antena parakm1 ica. per-(:) 10s riiás ut-i 1,izados son los de alimentacidn frontal, descentrada y Cassegrain.

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PROCESO DE TRANSMISION DE LAS SERALES

Consilte basicamante de tres rilodi-ilos : 1 i MODIJLAI-OR 21 UPCCiNVERTER y 3i AMPLIFICADOR DE ALTA P O T E N C I A ( H P A ) . Deupues que una sefial ha sido generada y una vez realizadas las combinaciones necesarias se multiplexa en frecuencia o en el t ienipo. se requiere acondicionarla para que pueda ser radiada efectivamente a traves de aire hacia el Satélite, sin que sea i n te r f e r i da i:i inter-f iera con otras señales. Este acoridicionamientn pelmite que se recupere la señal fielmente en la estacibn receptl'lr-a. aunque su nivel de potencia sea muy bajo al llegar. P a r a lograr esto, se modula una portadora por una señal: y existen varios tipos : las más comunes la analdgica de modulaci6n en frecuencia y la digital de desplazamiento de faee PSK.

El MODULADOR de la estacibn combina la forma de la señal original con la señal portadora. modificando el ancho de banda de frecuencias y la posicion de la información dentro del espectro radioeléctrico, la cual es transferida a frecuencias mds altas. Este paso de la señal modulada a frecuencias intermedias es la primera en su ascenso de conver-sibn a microondas. A la salida del modulador las ssiíales ee encuentran en una regidn mBs alta del espectro radioeléctrico : la frecuencia intermedia no es aun adecuada para radiarla efectivamente a la atmosfera. por 10 que es necesario elevarla a otra frecuencia.

El UPCONVERTER transfiere la señal de frecuencia intermedia (70 MHz a 1 GHz) a una frecuencia mucho mds alta para poder radiarla efectivamente a la atmosfera. pero aún con esta frecuencia el nivel de potencia es muy bajo, por- lo que es necesario amplificarla: esta amplificación se realiza en el amplificador de alta potencia (HPA). . del cual existen fundamentalmente dos tipos: e1 tubo de ondas progresivas (TWT) y el Klistron.

AMPLIFICADOR DE ALTA POTENCIA (HPA)

El TWT emplea el principio de modulation de velocidad en la forma de ondas guiadas. La señal de radiofrecuencia es amplificada al viajar por la estructura llamada helix. Los electrones que son emitidos por el c.átodo del tubo son concentrados a 10 largo del Axis de el helix por el cilindro magnético y recogidos al final por- el colector despues de haber liberado su energla a l campo de radiofrecuencia. El helix baja la velocidad de propagacidln de la seRal de RF (velocidad de la luzla la de el haz electrbnico. el cual es controlado p o r un voltaje de DC en el cátodo. Este resultado es una interacción entre el campo eléctrico iridiicidt:~ por- la señal de RF y los electrones. los cuales transfieren energía a la señal por lo que esta se ve amplificada. la amplificacibn aumenta conforme la señal viaja a traves del tubo.

Generalmente el nivel de potencia a la salida del UPCONVERTER es muy bajo en comparacidn con el que debe aplicarse a la entrada del amplificador de potencia para que este funcione adecuadamente. es comCin añadir un amplificador excitador entre el UPCONVERTER y a l HPA. como una etapa de amplificacion a niveles de potencia intermedia.

PROCESO DE RECEPCIQN DE LAS SERALES

La Antena recibe señales provenientes del Satélite y a traves del diplexor se las entrega a un amplificador de bajo ruido (LNA). debido a que la señal que se ha recibido tiene una baja intensidad, es muy sensible a cualquier señal de ruido que se pueda añadir antes de ser amplificada a un nivel aceptable. La Antena y el LNA son los elementos más importantes de una estacidn terrena receptora y juntos definen su calidad de operaci6n. La ganancia de recepci6n de una Antena es su parámetro más importante y se designa como G. Por lo que respecta al LNA tiene en la temperatura de ruido su parámetro mds importante y mientrae este sea muy bajo será mejor ya que el ruido que se añade a la señal es menor y la calidad de recepci6n aumenta, pero también a traves de la Antena se infiltra ruido por lo que la magnitud de este 88 calcula en función de la temperatura de ruido de la antena, la suma de la temperatura de ruido de la antena y la del amplificador determinan casi completamente la temperatura total del sistema de recepcibn.

La relaci3n GíT se utiliza comunmente para definir las cualidades de recepcidn de una estación terrena. Esta relacidn se conoce como factor- de calidad. cuyas unidades son d B / o ~

A la salida del LNA van conectados en cadena un convertidor reductor de frecuencia y un demodulador. La salida del amplificador se conecta al convertidor de frecuencia que transfiere toda la información de la frecuencia de recepcidn a una frecuencia intermedia de recepcibn.

ESQUEMAS DE MODULACION

Teóricamente cualquiera de las siguientes secuencias de

Modulacibn Terrestre / Multiplexaje Terrestre / Modulacidn transmieidn puede ser usada:

de Portadora / Acceso maltiple.

En TDMA se usan las siguientes técnicas de modulación :

Debido a los requerimientos de comprimir la informaci6n transmitida en muy cortas ráfagas para que varias terminales accesen secuencialmente un transpondedor, es mbs convenientemente

muestrear y digitalizar la información antes de aplicarla a un modulador. Diversos estudios fueron realizados para desarrollar MODEMS de ráfagas de alta velocidad. El problema clave es la recuperacidn de portadora y reloj sobre rdfagas independientes con un margen razonable de las curvas tedricas. Estos esfuerzos mostraron que. con el peso y potencia disponible del Satélite, la t6cnica de modulación mas apropiada para sistemas TDMA de alta capacidad en términos de comportamiento, facilidad y costo podría ser la DQPSK (Diferentially Encoded 4-Phase Phase-Shift-Keying).

Los MODEMS DPSK iniciales usaron PLL’s para recuperacidn de portadora y reloj. Sin embargo en la mayoría de los sistemas TDMA la fase de la portadora es adquirida independientemente para cada ráfaga, as1 que hay un gran error de fase inicial.

FILTRAJE Los transponders de Satélites de comunicaciones de alta

capacidad normalmente requieren filtros canalizadoree para distribuir la potencia sobre las bandas de comunicación. Para utilizar el espectro de frecuencia alojado. 1 0 más eficientemente posible, las bandas de guarda deben ser muy estrechas. por lo tanto, deben usarse filtros de corte abrupto, con retardo de grupo muy plano y pequeña ganancia dependiente dentro de la banda. Por ejemplo: las especificaciones requeridas de INTELSAT IV fueron de 12 canales de 36 MHz de ancho de banda.separados por- 40 MHz dentro de la banda de 3 . 7 a 4.2 GHz. se realizaron los filtros tipo Chebychev con gufas de onda de 10 cavidades seguidas por igualadores de retardo de grupo de cinco polos.

La funcidn de los filtros en el canal de comunicacidn por

- Prevencidn de sobrecarga en el Satélite. - Evitar espurios. - Canalizacibn de transponders. - Evitar interferencia del canal adyacente.

Satélite es variada:

La ubicación y tipo de los filtros antes o después de la amplificación o del receptor de bajo ruido, es importante. Algunos filtros se colocan a la salida del TWT (amplificador del Satélite) con la consecuente perdida de potencia de la señal. Si se coloca un filtro antes del amplificador TWT, puede disminuirse el fendmeno de regeneración del espectro. Un filtro después del receptor de bajo ruido elimina algo de potencia de ruido. La colocacidn del filtro es pues importante para el comportamiento del sistema.

Las etapas de filtraje relevantes son : el filtro de FI de la estación transmisora, seguido usualmente de un igualador para linealizar la fase y aplanamiento de la respuesta de amplitud. Los filtros a frecuencia de microondas aislan los canales

transmisor y receptor-. introduciendo distorsion de retardo. el medio de propagacibn introduce poca distorsibn de fase. En el Satélite hay un banco de filtros para sepai-ai- los transponders, y filtreje adicional cuando la señal es trasladada a menor frecuencia y preamplificada. en la estacidn receptora la señal es filtrada por el diplexor. A FI la señal es filtrada y a veces compensada por un igualador.

FIOURA DE MEXITO

La figura de mérito de tina estación ter-rena íG/T), ha sido introducida en la tecnología para describir la capacidad de una estacidn terrena para recibir una señal del Satélite.

En la tecrnologia de la eetacicm terrena, la teniperatrir-a da ruido del receptor ha sido minimizada al grado que otrae contribuciones a l ruido se vu9lven relevantes; los siguientes ruidos son involucradov en la reception de la sefíal del Satélite:

I . RUIDO DE ANTENA.

- Ruido "Spill-Over". Es la energla radiada de la antena a la Tierra y se dispersa sobre los elementos metálicos de soporte y alimentacion de la antena terrena.

- Ruido galáctico. Aumenta a frecuencias menores de 1 GHz, a frecuencias de microondas mayores de 1 GHz. el efecto de éste ruido es relativamente pequeño.

- Ruido Pluvial. Toma importancia a frecuencias mayores a lo GHz* Puede aumentar looOK relativo a condiciones de cielo despejado.

- Ruido por Cintilleo. Es de importancia a frecuencias menores de 1 GHz. Es provocado por irregularidades nocturnas en la capa F de la ionósfera con 200 a 600 Km de altitud, produciendo reforzamiento o atenuacidn de la señal. El índice de refraccidn d8 la ionósfera es funcidn del cuadrado de la longitud de onda. Se presenta principalmente en las zonas polares y a l a 1:00 6 2:OO Hrs tiempo local en el Ecuador. Tiene un ancho de banda de 0.2 Hz.

- Ruido atmosférico. Es importante a frecuencias superiores a 10 GHz, y se debe a absorciones del vapor de agua y oxigeno. Su efecto puede llegar a ser mayor que e l de la lluvia. La alta atenuación a las frecuencias de absorcion del oxígeno (100 dB), hace que estas frecuencias sean inútiles para comunicaciones por Satélite. Este ruido se hace menos importante al aumentar el dngulo de elevacibn.

11. RUIDO DE COMPONENTES PASIVOS.

Es la suma del ruido equivalente de los componentes pasivo. antes que la señal entrante, alcance el primer componente activo .

- Ruido de alimentacibn. Para el cual 1 0 0 ~ . una temperatura de ruido típica.

- Ruido del acoplador direccional. Con temperatura de ruido típica de 1.450K.

- Ruido del interruptor de Guía de Onda. Con 0 . 5 8 OK típicos.

- Ruido de la Gufa de Onda. Con temperatura de ruido típica de 2.92 OK.

111. RUIDO DE LAS VARIAS ETAPAS AMF'LIFICADdRAS DEL RECEPTOR.

Un buen amplificador paramétrico enfriado con helio debe tener una temperatura de ruido no mayor de 15 a 20°K y una ganancia de 40 dB en la banda de 3700 a 4200 MHz. El TWT que sigue el amplificador paramétrico tiene una temperatura de ruido de 1165OK.

INTERFERENCIA COCANAL

Este tipo de disturbio se presenta cuando se comparte un mismo canal de comunicaci6n entre varios usuarios que utilizan la misma frecuencia. Cuando los usuarios utilizan diferente frecuencia se le llama interferencia intercanal. Ejemplos típicos son las interferencia8 entre Satélites, la interferencia en el enlace de bajada con los enlaces de microondas terrestres, o sigh producto de intermodulación.

INFLUENCIA DEL TWT La señal de interes se transmite en un canal lineal e

invariant8 en el tiempo y los efectos cocanal e intercanal se han considerado en forma aditiva. El canal de comunicación por Satélite es esencialmente no lineal debido a la utilización a su máxima potencia del amplificador de salida del transponder, esto ha dado lugar a un nuevo problema: evaluar el comportamiento de sistemas de comunicación digital en canales no lineales pasabanda.

RUIDO DE INTERXODULACION Es el ruido generado cuando una señal se transmite a través

de una red no lineal. La no linealidad puede. ser intencionada, inevitable 13 resultante de la operación fuera de la reqibn lineal de algún dispositivo.

LIDS efectos de este ruido pueden ser diversos : - Regeneracien del espectro de potencia. - Diafonía entre canales FPMA. - Interferencia en barida y en el canal adyacente en TDMA. - Supresion de señal. - Pistorsion de señal (debida al efecto AM/AM 6 AMIPM).

Loa componentes lineal y no lineal de la señal distorsionada se determinan mediante la funcidn de autocorrelacibn.

SINCRONIZACION

La utilizacidn del esquema TDMA. requiere de alta eficiencia en la sincronización para 8u rsalizacibn. Ordinariamente. los sistemas de sincronización de modo continuo no requieren de adquisici6n rápida be sincronía: se usan PLL's comunmente para establecer-referencias de portadora y reloj en el receptor. Sin embargo, la operacidn con TDMA es esencialmente con ráfagas de señal y las exigencias de 'adquisicibn aumentan de sobremanera. El receptor debe sincronizaree ráfaga por ráfaga. Para lograr- alta eficiencia de cc~municación, solamente una pequefia porcidn de cada ráfaga debe destinarse para sincronizac ion.

M0DEL.Q DE ENLACE ESTACION 3?ERRENWSATELIm

En el diagrama siguiente se muestra el modelo de un enlace entre la Estación Terrena y el Satélite.

ENLACE ASCENDENTE

La seccidn de transmisi6n de una estación terrena tlpica contiene un modulador de frecuencia intermedia (IF) , un filtro pasabandas íBPF ) , un UP-CONVERTER y un amplificador de alta potencia (HPA ) . La potencia de la sefial modulada a la salida del amplificador de alta potencia. PT, se expresa en Watts o en dBW (decibeles sobre 1 W). La ganancia rie la antena de la e8taci6n terrena es G T . La señal transmitida P A T se atenQa por un factor de propagación, pérdidas atmosféricas y otras pérdidas.

Los factores principales que provocan absorción atmosférica son: vapor da agua descondensado. lluvia, neblina y nubes, nieve y granizo, electrones libres en la atmosfera y oxígeno molecular. El ruido en el enlace ascendente se asume tener una densidad espectral plana sobre el ancho de banda recibido de N,, w/Hz.

TRANSPONDEDOR DEL SATELITE

La señal recibida en el Satélite Pu se amplifica por el receptor de la antena, filtrada y más tarde amplificada mediante un amplificador de diodo tunnel de bajo ruido (TDA). Se requiere un trasladador de frecuencia para evitar interferencia dentro de la banda, desde la salida de alta potencia del Satelite hasta la entrada. Si el transponder del Satélite no es equipado con un trasladador de frecuencia, entonces se requiere de un elevado aislamiento (en el rango de 100 a 150 dB) entre l a salida y la entrada (los sistemas de RF prácticos no se aproximan aún a este requisito). El multiplexor de canal es seguido por un amplificador de alta potencia.TWT.

ENLACE DEBCENDENTE

La potencia de salida de un transpondedor es P,. Permitiendo a la antena transmisora del Satélite una ganancia igual a G,a. La señal transmitida P,Gma se atenúa por pérdida en el espacio y otras perdidas ( L a y La) se recibe en l a estaci6n terrena receptora. La señal recibida tiene una densidad de flujo O*, lei. cual se amplifica por la antena de recepción Ga y el alimentador hasta el extremo final del LNA. El DOWN-CONVERTER provee el demodulador con una portadora a la frecuencia intermedia.

PARAMETROS DEL SISTEMA

POTENCIA DE TRANSMISI~N pT Y ENERGIA POR BIT E,,

Típicamente el HPA (Amplificador de alta potencia) de l a estacidn terrena y los TWTs (Amplificadores de tubo de ondas progresivas) del Satélite son dispositivos no lineales. La razdn de la potencia de entrada/salida (ganancia) depende del nivel conducido en la entrada. Las características típicas de la potencia de entrada/salida y su fase se muestran en la siguiente figura :

Para obtener la operación eficiente el diseñador debe de intentar hacer trabajar los amplificadores de potencia (localizados en las estaciones terrenas y en el transpondedor) t a n cercano romo sea posible a saturari6n. Desafortunadamente, la ganaricia no lineal y las caracterlsticas de fase de esos dispositivos degradan el funcionamiento de los sistemas mociu 1 ados . En este caso la energfa promedio de un bit transmitido es:

fji,=*oS&b

donde P ~ ~ A T . - La potencia de salida en saturación TI, .- Es la duracirjn del bit

Note que de la figura anterior, que un back-off de entrada de 6 dB (una potencia de entrada abajo de 6 dB se requiere para trabajar el amplificador en saturación) causa un back-off de salida de 2 dE.

ANTENA ISOTROPICA

Es una antena ideal sin pérdida la cual radia potencia igual en todas direcciones. Solamente puede aproximarse en la prbctica. Sin embargo, para estudios de sistemas satelitales es conveniente usar la antena isotrópica como una referencia para la comparacidn con las antenas actuales. Una antena que irradia igualmente en todas direcciones ( e s decir una antena isotrópica) tiene una ganancia = 1 . Para dsta antena, la radiacibn en cualquier dirección es constante, dada por

I R A ~ = P / ~ ~

IRAS = Intensidad de Radiación de la Antena

P = Es la potencia de entrada

donde

Isotrbpica.

GANANCIA DE LA ANTENA

El incremento relativo en la potencia lograda por enfocamiento de l a antena se define como l a ganancia de la antena, G. Esta ganancia puede definirse como

*XR&,/XRAI

donde IRmáx = Intensidad de Radiacibn m,áxima

asmiend(-! la misma potencia de entrada.

I-- " -I -"." _LI ..-

Una expr-es ion ut i 1 . aurique apr-rbxirnaiia para para1x)l ica es :

la antena

G=q [(n*ri)/AIa=q [(4n*fa*A,)/C?l

ri=EficiencfadelaAntene( tfpicmenteO. 55)

A-LOAgf tuddeQlcda

dc) nd e

d = diámetro de l a antena.

C = 2.99E8 Wseg (Velocidad de la luz).

POTENCIA DE RADIACION ISOTROPICA EFECTIVA (PIRE)

La PIRE de una estación terrena o de un transponder puede ser expresada como

PIRE = PG

PIRE (dB) = P (dRW) + G ídB) 6

donde P = Potencia de transmisidn de la estacion terrena, o

amplificador de alta potencia (transponder). G = Ganancia de la antena.

PERDIDA EN EL ESPACIO LIBRE

La perdida de potencia de una onda de radio en es

Lf,"[ (4x*R) /A l a= [ (4x*f*R) / c J a donde

f = frecuencia de la onda de radio. A-Longi tud&&da

R = Distancia propagada en el espacio: para de elevación de 900 ústa distancia es 3

C = velocidad de l a luz ( c = 2.99 x 10" m/s

a l espacio

un dngulo 593E7 m.

La pérdida en el espacio libre también interpretada como:

L ~ ~ = P ~ / PTA,

puede ser

Para un ángulo de elevación de 900, escrita en decibeles es

Lea [dB1 si83 5+201Ogf

donde f está en Gigahertz.

La dis%ancia. tanibien conocida corn(:] rango de inc1inacic)n. desde una estacidri terrana hasta el Satélite es

R Q f l (&re) a +I:-2Za (h+Z,) ~0881

En la fiqura 4 se observan los parámetros. donde

TEMPERATURA DE RUIDO (Te), Y FIGURA DE RUIDO (NF)

Dentro de los sistemas de niici-oondas terrestres la potencia del ruido generado dentro del equipo, o más generalmente en el ~ietema de transmisibn. se especifica en tc5r-minos de la figura de ruido (NF). En los enlaces estacidn terrena-Satelite se requiere frecuentemente calcular y experimentalmente verificar la exactitud de la influencia de ruido dentro de una fracci6n de un decibel.

La definicicin de l a figura de ruido es :

F I ~ ~ U I L W ~ =NprdcriEó/kT,*W’A donde

W’ - Ancha de banda del ruido del. distema evaluado. A = Ganancia del sistema evaluado. k 1.38 E-23 WS K . To = 290 K.

TEMPERATURA DE RUIDO

Si una fuente de ruido genera ruido de potencia N. su temperatura de ruido equivalente, Te, se define por :

La potencia del ruido en la salida de un receptor teniendo un ancho de banda de ruido W‘, ganancia A, y una temperatura de ruido Te. puede escribirse como :

Wrác ti co=AkT,W ’+RkT,W ’ =Ak ( To+ T.) W ’

r --- I

UJ O W U U O o

23

SERVICIOS OTORGADC~S

Los servicios que la estacibn terr-ena puede dar- son: Voz. Datos. Telefonía, Teieaduciones y Television. A continuacidn se describen las fdrmulas necesarias para otcsrgar- dichos servicil:J#.

NOTA: EL; importante aclarar que los cálculos se realizan sobre el Satélite Solidaridad I , teniendo en cuenta que puede dar servicios a 5 regiones diferentes, ver apkndice Ai.

CALCULO DE ENLACE VOZ Y DATOS SCPC

DATOS DEL SATELITE

Satélite : Longitud : Banda de operación : Frecuencia ascendente : Frecuencia descendente : Tipo de transponder : Regidn : BACKOFF in : BACKOFF out : ATP :

Sol idar-idad I 109.20 OESTE c 6.175 GHz 3.958 GHz N 136 MHz) 2 7 . 5 dB 5 . 0 dR 10 dB

DATOS DEL SATELITE PARA LAS LOCALIDADES DE INTERES

< E/T TRANSMISORA > < E/T RECEPTORA > DFS I dBW/mS 1 PIRE [dBWl G/T [ dB/ OK I

DATOS DE LA E/T TRANSMISORA Y RECEPTORA

<E/T TX> <E/T RX> Latitud : [ON1 Longitud : [owl Didmetro de la Antena : íMtsl Ganancia de Antena Tx : idB1 Ganancia de Antena Rx : IdBl Temperatura total del sistema : I dBoK I

ioK1 donde :

Ts = TLNA + TANT + TM

TLNA : Los valores promedios oscilan entre 45 y 60 OK TANT : Los valores promedios oscilan entre 30 y 45 OK TM : Los valores promedios oscilan entre.10 y 15 OK

GANANCIA DE ANTENA 0=1010g~+20l0g( ( x * f *D ) /#

donde eta = Eficiencia f = Frecuencia (ascendente o descendente) D = Diámetro dr- la antena (I = Velocidad de l a luz

FIGIJRA DE MERIT@ ( 51 E/T

((3/T) = ~ - 1 Q l o g T ,

ANGULO DE ACIMUT Y ELEVACION

A *=azctan (tan /sin@,) B,=~ongi tuddelSat8lfte donde

ctan t (DpCTs-RpT(IQ) / (min(arccoeW) 1 I -arccoeW d o 8 a F DPCTS = Distancia Promedio del Centro de l a Tierra a l

RPT = Radio Promedio de la Tierra (6378.155 K m ) . Satélite (42164.2 Km)

FypC08~~~08 I8,4,1

DISTANCIA ENTRE E/T Y El, SATELITE

d=f lDPCW+RPTo- (2 *RPT*DPCTS*aln (E+arcaln ( ( R P T / D P ~ S ) cosm ) ) )

DATOS DE LA SERAL A TRANSMITIR

Velocidad : 64 Kbps Modulacidn : QPSK ROLL OFF : 14% FEC : 1/2 Eb/No : 5 . 8 BER : 10E-7

ANCHO DE BANDA RB=Vinf* (ma "*Fm*ROUOPF

donde FM = Factor de modulacibn, su valor depende de l a

modulaci6n empleada. Si l a rnodulacibn es BPSK FM = 1.0 Si l a modulacidn es QPSK FM = 0 . 5

RELACION PORTADORA A DENSIDAD DE RIJIP(3

( C/Nd

( C/NO} m=l'IIzB./y+ (G/ r) m*-K-Ls-p -L* donde

(G;T)SAT = Característica del Satélite.

Ls = Pérdidas en el espacio libre (ascendentes) K = Constante de Boltzrnan (-228.6 dBJ/oK)

donde f = frecuencia ascendente [Hz] d = distancia entre E í T y el Satdlite [ml C = velocidad de la luz (3E8 m/seg)

u=

Margen de atenuaci6n por. lluvia, en el caso de l a banda C el valor- es cero.

LA-

Pérdidas niiscelaneas, es l a sumator-ia de l a s pdrdidas atmosf4ricas, apuntamiento y polarizacibn. su valor aproximado es de 1 dB.

RELACION PORTADORA A RUIDO (C/NI-[dBI

donde (2 / I C/X Polarización

I n t e rniodu 1 a c 1 on

rcm sAr.;w=~m- izs-25iOge) [mi NOTA : Estos valores seran ajustados para set usados en el

Sol idaridad 1.

siendo: d -p distancia al Satélite [m]

(G 'T )~ :/~ = Característica de la estacidn terrena. K = Constante de Boltzman = -228.6 IdBJ/OKI L, = Pérdidas en el espacio libre (descendente).

L,=?Olog ( (4n*f*d) /a

donde f = frecuencia descendente [Hzl d = distancia entre E/T y el satélite [ml C = Velocidad de la luz (3E8 m/seg)

mu = Margen de atenuacien por lluvia, en el caso de la banda C, el valor es cero.

Ldelta = Pérdidas misceláneas, es la sumatoria de l a s pérdidas atmosféricas, apuntamiento y polarizacibn. Su valor aproximado es de 1 dB.

RELACION PORTADORA RUIDO (C/N)DE~CENDE~ [dBl

RELACION PORTADORA A RUIDO DESCENDENTE DEL SISTEMA (C/N)nEac. ~ I O T

donde C/I Intermodulación = 18 dB C / X Po I ai- i za c i 6n = 27 dB

Cf X&e~ltU-tJt.=%- (29 -25-1 Nota: Estos valores serán ajustados para ser usados en Sol idaridad I.

RELAG1hN PORTADORA A DENSIDAD DE RUIDO TOTAL DEL SISTEMA [dBl

RELACI~N PORTADORA A RUIDO REQUERIDO (ClN) m=.Eb/No+lólog(vei) -ióiog(m)

FACTOR DE CALIDAD

(C/N)TEMP.~I~T VS (~/N)REo. ídB1

PORCENTAJE DE POTENCIA CONSUMIDA POR LA PORTADORA DE INTERES

CALCULO DE LA POTENCIA DEL HPA

NOTA: No es recomendable que el valor del HPA quede justo en relación al valor calculado.

SERVICIO DE TELEFONIA Es importante aclarar que para este tipo de servicio es

necesario conocer que el rumero de portadoras aumenta.

ENLACE : (PAIS QUE T X , <PAIS QUE R X > ZONA GEOGRAFICA : (ALGUNA DE LAS 5 OPCIONES> POSICION GEOGRAFICA :

Latitud : Longitud : ASNM :

DATOS DE LA E/T

Diametros da Ganancia Figura de merito la Antena TX

Transmisora Receptora

[Mtsl [dBil íMts1 - í dB’B/oK I

DATOS DEL SATELITE :

PIRE del Satelite en satur-acidn ( R x ) 37.69 dBW (en donde baja) Densidad de flujo de saturation -55.33 dBw/ma Figura de merito del Satélite ( T x ) 3.33 dA/=K Atenuador de posicibri 10.0 dB BACK-OFF de entrada al Satelite 7 . 5 dB BACK-OFF de salida del Satélite 5 dR Ancho de banda del transpondedor 36 MHz Ancho de banda asignado en el transpondedor 15 MHz Frecuencia de recepción del SntBlite 6 . 4 0 5 GHz Frecuencia de transmisih del Satélite 4 . 1 8 0 GHz Margen de lluvia ascendente y descendente 1.5 dB

PARAMETROS DE LA SERAL DE BANDA BASE

Modulacidn FDM/FM Numero de canales transmitidos Frecuencia máxima de banda base AB ocupado por la señal modulada Desviación tono de prueba Desviacidn multicanal AB del canal telefdnico Factor de ponderación Factor de preenfasis

312 1300 KHz 13 .5 MHz 546 KHz 1716 KHz 3.1 KHz 2.5 dB 4 . 0 dB

DESARROLLO

El cálculo de la distancia de las estaciones terrenas t-vansmisora y receptora es el mismo en todos los servicios.

CALCULO DE LA DISTANCIA

C O S ~ l C 0 8 8 *COSA@ CALCULO DEL (C/NO)T DEL ENLACE CALCULO DEL ( C/NO 1 ASC

PERDIDAS POR ESPACIO LIBRE

A partir de l a figura para cuatro portadoras y un BACK-OFF de salida de 5 dB. se tiene un valor aproximado de (C/N)I de 20 dR, entonces :

CALCULO DE (S/N) PARA TELEFONIA MULTICANAL La relacidn (S/N1 puede obtenerse mediante l a siguiente

ecuación :

(S/N) =(C/fi,+SOlOg(A&f,) + l O l o g ( B ~ B , ) +P+W

A F " = Desviacidn (RMS) del tono de prueba. fCH = Frecuencia de banda base m8s alta. BIF = Ancho de banda del ruido de frecuencia

BCH = Ancho de banda del canal telefónico (usualmente

P = Factor de mejoramiento por pr-eenfnsis ( 4 . 0 dB) w = Factor de mejoramiento por ponderación ( 2 . 5 dB)

donde

intermedia

3 . 1 KHz)

CACCiJLO DE LA POTENCIA DE RIJIPO

CALCULO DEL HPA

SERVICIO DE TELEVISION DATOS

Satélite: Solidaridad I ENLACE :

< E / T Transmisora >

Longitud : 109.2 ow

<E/T Receptora>

POSICION GEOGRAFICA : Latitud ION1 Long i t ud [OW) ASNM [Kml

CARACTERISTICAS DEL SEGMENTO TERRESTRE

Diámetro GTX GRx Figura de Mérito Transmisora Receptora

DATOS DEL SATELITE PARA LOS PUNTOS DE ENLACE

Transpondedor angosto (NI PIRE del Satélite en saturación Densidad de flujo para saturar el Satélite Figura de mtjrito del Sattjlite Atenuador de posicidn BACK OFF de entrada/salida al Satélite

FRECUENCIA DE OPERACION Y MARGEN DE LLUVIA :

Frecuencia ascendente Frecuencia descendente Margen de lluvia ascendente/descendente

38.50 dBW -96.40 dBW/ma

7 . 4 0 dB/*K 10.0 dB 1.0/0.3 dB

6.145 GHz 3.920 GHz 1.50 dB

I

PARAMETROS DE LA SEÑAL DE VIDEO :

I

Mndu 1 ac i<>n FM Norma da television empleada 525/60LINEAS/CAMPOS Desviacihn p ico de la fret:. de video 10.75 MHZ Frec. maxima de banda hase de vidom 4.JU m a Factor de mejoramiento (Enfasis. Ponderacibn) 1 , 5 7 4

* PARAMETROS DE LA SERAL DE AUDIO :

Frecuencia maxima de audio 1 5 . 0 KHz Frecuencia de la subportadora 6 . 8 MHz AB de ruido del audio 1 5 . 0 KHz AB de ruido del filtro de la subportadora 600 KHz Desv.pico da la portadora debido a la subportadora 2 .0 MHz Desv. pico de la subportadora 7 5 . 0 KHz Mejoramiento por pre/deenfasis 12 .0 dB

* Datos empleados por el Scientifc Atlanta

CALCULO

DISTANCIAS ENTRE ESTACIONES TERRENAS Y EL SATELITE

donde AO4,-8% delta theta = diferencia de longitudes. theta e = lonuitud de la astacidn terrena. theta s = longitud del Satélite.

cos@ lcosdcosA6 donde

delta = Latitud da la estacian terrena.

Una vez obtenidos los valores anteriores, se sustituye en la siguiente ecuación. para determinar la distancia el 3citelite:

donde

(i = distancia de la estacitm tar-rena al Satelite. R = Radio medio de la Tierra (6378 Km). ASNM = Altura sobre el nivel del mar de la E/T. H = Altura del Satélite en forma perpendicular sobre

el Ecuador (35786 Km).

CALCULO DE ( C/NO ASC

Las perdidas de espacio libre se obtiene por :

RUIDO DE INTERMODULACION :

Se considera cero, debido a que se esta trabajando el TWT del Satélite con una sola portadora, por lo tanto :

(C/k)xw = 0.0 Es necesario considerar los valores de (C/Io) por Satélites adyacentes, por lo que para este servicio dicho valor es :

(C/IO)bAT. A D Y 100.91

CALCULO DE LA RELACION PORTADORA A DENSIDAD DE RUIDO TOTAL

(c/No)~=lolos~u)

Debido a que se tiene que expresar en dB (relacibn portadora a ru ido ) se calcula l a (C/N),, como :

1

Para obtener esta relacidn en funcihr-1 de densidad y en Mrlietlirsr-tz 3e tiene que :

CALCULO DE LA RELACION SERAL A RIJIDCI DE VIDEO (S/N),

donde íC/No)- = Relacidn portadora a densidad de ruido

total expresada en dB-MHz. delta fv = desviacidn pico de la frecuencia de video

hs = factor de mejoramiento (combinacibn de ponderacion ( 10 .75 ) .

y enfasis) = 1.574 norma CCIR.

CALCULO DE LA RELACION DE SERAL A RUIDO DE AUDIO ( S I ” ) *

El cálculo se hara mediante las siguientes ecuaciones :

donde (C/N)EIC = Relaci6n portadora a ruido de la

(CíN) = Relacidn portadora a ruido total del enlace. Bxr = Ancho de banda de ruido de frecuencia

Bsc = Ancho de banda de ruido del filtro de i n

delta fc- Desviaci6n pico de la portadora debido a la

Ft3C = Frecuencia de la subportadora (6.8 MHz).

subport ador-a .

intermedia (31.0 MHz).

subportadora (600 KHz).

subportadora ( 2 MHz).

donde f r n = frecuencia de audio máxima (15 KHz). Ra - Ancho de banda de ruido de audio (15 KHz). delta f,, = Desviacidn p i c o de l a subportadora

E 5 Ventaja del audio por pre/deenfasis (12). (75 KHz)

POTENCIA DEL HPA DE LA E/T TRANSMISORA :

Se calcula P*RE~,-r en funcidn de la densidad de flujo requerida en el Sate;lite, para despues obtener el valor del HPA.

donde L~~~~ = Pérdidas por dispersibn.

SERVICIO DE TELEAUDICION

DATOS : Satélite : Solidaridad I Longitud : 1 0 9 . 2 OW

ENLACE : < E/T Transmisora > <E/T receptora>

POSICION GEOGRAFICA : Lat i tud Long i t ud ASNM

ESTACIONES TERRENAS :

Diámetro GTx GRx Figura de mérito Transmisión : Rerepcibn :

DATOS DEL SATELITE PARA LOS PUNTOS DE ENLACE :

Transpondedor angosto (NI PIRE del Satélite en saturación 38.60 dBW Densidad de flujo para saturar el Satélite -96.40 dBW/m2 Figura de mérito del Satélite 7 .40 dB/oK Atenuador de posición 1 0 . 0 dB BACK OFF de ent/sal al Satélite 7 . 5 / 5 . 0 dB

FRECUENCIA DE OPERACION Y MARGEN DE LLUVIA :

Frecuencia ascendente 6 . 1 4 5 GHz Frecuencia descendente 3.920 GHz Margen de lluvia asc/d.esc 1 . 5 0 dB

MODULACION FDM/F'M/ FMA

CALCULO DE LAS DISTANCIAS A44,-8,

C O S ~ ~ O 8 6 C 0 8 h 8

(c/Mp) - “ P I ~ - - , / , - L - . ~ ~ + ~ c ~ ~ * p a c * * ~ + ~ - ~ . + (@IT) SAT

PiRB-,/T=PIRB,,+10 logFR

PXRB’~DFS+Lp+Al!P- IBO

L,-1010g4xda f-1 L*=2010g (4n*d*fl/C) fdpl

(C/NQ) -= ( J v R B ) - - ~ m . ~ + A E s * - + ~ * A - + ~ ~ ¶ z + (@/nx,T

CALCULO DE LA (C/NO)DE-C

(PIRE) ItBy)s PIRB,,- ,-OBO+iO 1 OgPR

PERDIDAS POR ESPACIO LIBRE

L,=2010g ( 4 x d / A ) [dB1

(C/NO)=M [DE INTERMODULACION]

A partir de la figura para cuatro portadoras y un BACK OFF de salida de 7.5 dB, se tiene un va lor de 20 dB, entonces :

(C/No) (C/N) m+BWiF

CALCULO DE (C/N)K>T

(e/* -= <c/* m-lologawIP~dBl

CALCULO DE (S/N) PARA TELEAUDICIONES MULTICANAL

(S/N - (C/N ,+lolog C3 (AP/f,) ’ I +lolog fB&?B,) +W+C

donde deltaF = Desviaciún p ico f BIF = AB de ruido de FI (21@ KHz) BCi = AB de ruido de audio (15 KHz) w = Factor de mejoramiento p o r preenfasis ( 7 dB) C = Factor de mejoramiento p o r compansi6n (17 dB)

m = Fr-ec. mdxima de banda base ( 15 KHz)

CALCULO DE L A P O T E N C I A DE RUIDO

&log-% [ (90-(S/rn )/lo1 CALCULO DEL HPA

- t . - 1 . - l (JLkK0NClA D E FRkCULNCIA DE PORTADURAS Y y . 1 . R . E .

C1E.jt:lIüU: UEi lIFICAR LA FRECUENCIA DE L H PORTADORA DE TRHNSHISIUN Y F l J H R SU P . I . R . E . NOHINAL.

TULERHNCIAS DE FRECUENCIfl:

A ) + - 150KHZ PHRH LHS PIIRTADORAS CON MAS DE 5.0HHZ.

P . I . R . E . : CONFORHE LO INDIQUE EL CNH.

PHSO 1 . - CüN L A AUTORIZACION DEL CNH, UHNTAKR POi?THDORA CON ENERGIA DISPERSA Y UNA P . I . R . E . REDUCIDA, L A CUAL SERA FINALMENTE F I J A D A POR EL CNH.

LA ESTACION TRANSHISORA LE-

PASO 2 . - EL CNM:

H ) MlLE L H P . l . R . E . LIE L A E5TCilCION TRRNSMlSURA. B) N i D E L A FRECUENCIA DE L A PORTADORA TKANSHITTDH. C ) MlDE tL ANCHU DE BANDA Dk L H PLJR'THIIURA TRANSHlTlDH.

2 . - DESU1ACIL)N DEL TUNO DE PRUEBA Y NIVEL DE BANDA B A S E .

LJBJEIIUO: COMPROBAR L A DESUIACIUN D E L TUNO DE YRIJ€BA DEL HOWLADOR Y EL N I V E L DE BHNDA BASE DESDE L A ENTRADA DE BFINDR BASE EN L A ESTACION TR¡INSHISüRA "STA L A SALIDA DE L A BANDR BHSE EN L A ESTACIUN 1'ERKENA RECEPTORR

A ) L A D ~ S U ~ A C I ~ J N DEL TúNU DE PRUtBCl DEBERA RJU57HRSE H LUS VALORES 1NDICFIIlOS EN LA FIGURA 1 .

B) CON UN HUDULADUR Y DEHODULADUR CORRECTAHENTE AJUSTAOOS, L A VA- RIACIl lN PERMITIDA PARA EL NIVEL DEL TUNO DE PRUEBR A LA SRLIDR DE BANDA BHSE SERA DE + - 0 . 2 5 D B .

EUUIPU DE MEDICIUN:

A ) CONlADüR DE FHkCUkNCIA.

B ) GENERADOR DE FRECUENCIA

C ) H E D I W R SELECTIVO DE N l U E L

DI RNRLIZADOR M: ESPECTRO

HNTES DE RkALIZHR ESTA PRUEEN, L A S E S T A C I O N t S TERRENRS PARTICIPAN- TES DEBERHN HRBER EFECrUADU EL AJUSTE DE DESUIACION DEL HOWLADOR Y DEHODULADOR, DESCRITO EN EL HNEXO 1. PARA ESTE CASU EN ESPECIAL CON EL EQUIPO HARCA S C I E N T I F I C ATLANTA (TX-4611dB RX-411UB).

432

612

I

m

1892

- lesi 1 9 7

lsrH.32

2449.82

2974.34

+ 13.3

. + 15.3

+ 14.3

+ 17,2

4 SALIDA DE ,-

RUM PESCglDMTE

TIVO DE NIVEL

PIW 2

PASO I. .- L S T H C I O N T E K R E N A T R H N S M l S O R H --- H ) S U P R I H E L A F K E C U t N C I A DE E N E R G I A D I S P E R S A .

B) .

C O N t C l A EL E U U I P U DE U L D I C I U N COHO SE f l U k S T R H EN L A F I G U R A 2 . R P L I C A LA F R E C U E N C I A DE P R U E B A A P R O P I A D A ( F l U P . X 0 .608) I N D I - CADA EN L A COLUHNA 4 DE LA FIGURCI 1 A L A ENTKADfl D E LA BANDR BASE Y C ü N EL N I V E L í N D I C H D O EN L H CClLUMNA 5 D E LH HISflA F I G I J R H .

C ) U B S E K U R R LA S A L I D A D E L HüDULADOR CON E L A N A L I Z A D O R D E E S P E C T R U P R R A C O f l P R U B H R LR " P R I H E R A C A I D A D E L A P O R T A D O R A " Y V E R I F I C A S I LA D E S U I A C I O N ES C O R R E C T A . CONO E L AJUSTE DE L A D E S V I A C I O N ES AHORA C O R R E C T O , NO D E B E R A V R R I A R EL A J U S T E D E LA S E N S I B I L I D A D DEL flLiDIJLATiOR.

i)) B R 3 O L f i 1 ) l R E C C I O N D E L CNM, R A D I A L A P O R T A D U R R CUN L A P . 1 . R . E NOHINHL YR E S T A B E L C I D A Y HUDULADA CON L A F R E C U E N C I ñ ( F T O P X O. 608 1, A P R U P I A D A .

Pi450 2 . - L A E S T f 4 C l O N TERKENFi R k C E P l T J R A UERIFICR L A " P K I f l k R A C A I D A DE LH PURTHDURH" .

I'HSCJ 3 - LA E J T R C I U N 'IEKKLNH TKHNJUISURH B 3 3 A LA P U X T H D U R R , U t R I F I C A tL NIUtL DE LH ^,tNQL P I L O T O DE 60 KHZ, LA F R E C U L N C I R DE E N E K G I A DlS- P E R S A Y LA H P L I C H A LH ENlKCIDA D E L HUDULADUR.

PASO 4 . - LH ESTHCION I E R R E N A T R R N S M I S U R A R A D I A L A PORTADORA CON L A P . 1 . R . E N I J M L N H L L S T R B L E . C I G A Y HOGULADR P U R LA E N t X G I H D I S P E R S A . H P L I C A t L l l l N O DE P R U E B A AYROPIHDO ( F T U P X 0 ,608) CUN UN N í U E L DE 0DñMU. A LfI E N I W G d D t BHNDH BRSE.

PASU 5 . - L A E S T R C I O N l E K R t N A R E C E P T U K H M I D E DE N1UE.L Dt.L TONO D E P R U k B A , H L A SHLIGA DE. BHNDA B A S E .

PHSU 6 . - L A ESIHCIUN 1'EKRENA R E C E P T O R A E N V I A LOS K E 5 U L T H E O S U B I E N I - D í l S D E LHS HEDIClONlrS AL CNU Y C O N U N I C A C I U N E S I N T L R N A C I O N H L E S .

3 . - N I V E L DE L A S t S H L P I L O T O DE 60 KHZ.

U B J L I I U U : COHPROBHR EL N I V E L DE LA S E N A L P I L O T O DE 60 KHZ D E L EN- L A C E V I A S A l E L I l E .

EL N I V E L DE R F i C E P C I O N D E L P I L O T O D E 60 KHZ D E B E R R S E R D E -20 DBflO + - 1 . O D B .

k Q U I P 0 DE H L D I C I O N :

A ) H E D I D U R S E L E C T I V O DE N I V E L Y F R E C U E N C I A

PASO 1.- LA E S T H C I U N TERRENH T R A N S M I S O R A A 3 U S T A EL N I U k L DE.L P I L O T O DE 6OKHZ A -2ODBMU + - 1 . O D B Y LO A P L I C A A L A E N T R R D A D E BHNDA B A S E .

. t . - k

PRZU 2.- L A ESTACION TERRENA RADIA SU PORTADORA CON Lfl P . I . R . E . NO- MINAL ESTABLECIDA Y CON ENERGIQ DISPER5R.

PA50 3 . - L A ESTACION TERRENA RECEPTORA CONECTA EL EQUIPO DE MEDI- CION COMO S E ILUSTRA EN LA FIGURA 3 Y VERIFICA QUE EL N I V E L DE R E - ’ CEPCION DEL PILOTO SEA DE -2ODBHO + - 1 . O D B .

. “e

-9. c.

4 . - RESPUESTA DE FRECUENCIA BB-BB.

OBJETIVO: MEDIR LA RESPUESTA D E FRECUENCIA BB-BB DESDE LA ENTRADA DE LA BANDA BASE EN L A ESTACION TRANSHISORR HñSTA L A SA- L I D A DE L A BANDA BASE EN L A ESTACION RECEPTORA, INCLUYEN- DO TODO EL EQUIPO DE BANDA BASE.

A ) LA R E S W E S T A DE FRECUENCIA DE BB-BB DEBERA SER:

1) PARA PORTADORAS DE MAS DE 252 CANALES EN EL RANGO JIE 12.3KHZ HAJTA LA FRECUENCIA MAXIMA DE + - 0 . 5 D B DE TOLERANCIA.

EQUIPO DE MEDICION

H 1 GENERRDOR DE FRECUENCIñ.

B) HEDIDOR SELECTIVO DE NIVEL

PRSO 1.- LA ESTACION TRAN5MISORA:

Fi) SUPRIME LA SEÑAL PILOTO DE 60 K H Z .

9 ) CIINECTA EL EQUIPO DE HEDICION 7AL COMO SE INDICA EN Líi F I G . 4 .

‘ ¿ I RRDIA L R PORTADORFI CON LA P . I . R . E . NOMINAL Y MODULADA POR LFI FORflA DE ONDA DE CNERGIA DISPERSA. APLICA DESPUES L A CORRE5- PONDIENTE FRECUENCIA DE PRUEBA (FTOP X 0 . 6 0 8 ) A L A ENTRADA DE BANDR BRSE CON UN NIVEL DE ODBHO + - 0 . 1 D B .

PCI50 2.- LA EfTACION RECEPTORA MIDE EL NIVEL DEL TONO DE PRUEBA RE- C I B I D O , F4 Lfl SALIDA DE L A BANDA B A S E .

PHZ0 3.- LA ESTACION TRANSMISORA TRANSHITE SUCESIVRHENTE CON FL SE- NEKFIl)IlK f1F r l iECUENCIA, LAS FRECUENCIAS APROPIADAS DE L A F I G . 4 . 1 . TODOS LOS TONOS DE PRUEBA DEBERAN TRANSIIITIRSE CON UN N I V E L DE ODBMO + - 0 . 1 L‘P.

PRSO 4 . - LA ESTACION RECEPTORA NIDE SELECTIVAMENTE Y REGISTRA E t NI- VEL DEL TONO DE CADA FRECUENCIA RECIBIDA.

5 . - EJ?ECTRO DE RUIDO 3E B!3 A 9B

PI6, 3

.

- FRECUMCIA M

'1.68 18.88 48.88 698,88

188.88 288.88 488.88 688.88 868,88

1888.88 1891.97 m 1W.33 lSee.88 19% ,67 2888.68 2258.88 2588.88 m4 34 3258.88 m.88 m.88 4588.88 4892.88

I

-

WIDAD DE c#yILEs m

432

17% m

2546

m

612 - 972

. t . - UBJETIVU: HEDIR EL ESPECTRO DE RUIDU-E BB A BB DESDE L A ENTRADA DE

L A BANDA BASE E N L A ESTACION TERRENA TRANSMISORR HhSTA L A SALIDA DE L A BANCA BASE DE * L A ESTACION lERRENA RECEPTORA.

EL N l V € L DE CUALQUIER SENAL PARASITA E N L A GAMA DE FRkCUENCIA DE L A EANDA BASE, ENTRE 4 . 3 KHZ F T U P , NO DEBEHA EXCEDER DE -60DBMO.

kWUiP0 DE HEDICIUN:

A ) UN ANALIZADUR DE ESPECTRO DE BANDA BASE, S I LO HUBIERA, Dk L O CUNTRARIU UN EUUIPO D E MEDICIUN SELECTIVO DE N I V E L .

PHSU 1 . - L A ESTAClUN TtKRENA TRANSMISORA:

A ) TERHINR LA ENTRAEA DE BANDA BASE CUN SU IMPEDANCIA CARRCTERIS- 1 I C A .

B) TRANSMITE CON L A P . I . R . E . NUHINHL ESTABLECIDA, LA PORTADOW DE TELEFUNIA MUDULALIfl PUR L A SEÑAL D E ENERGIA DISPERSA Y L A SEÑAL PILíJlO DE 60KHZ.

PRSU 2.- 1H ESTACIuN 1'EKRtNñ KECEPI'ORñ

A ) CONkCTA EL EGiUlPCI DE MEDICIUN CUHO SE HUtSTRA EN LA FIGURA 5 .

B) A J U S l E L A SENSIBILIDAD D E L ANALIZADOR DE ESPECTRO DE BANDA BA- S€ Y OBSERVA EN L A PANTALLR S I EL ESPECTRO Dk RUIDO DE HANDP BR- S E P R E X N T A CRESTAS c) PRUDUCTOS EVIDENTES DE RUIDO.

C ) EN CASO DE U l I L I Z A R EL HEDIDUR SELECTIVO DE N I V E L , S E SINTONI- ZARA LENTAMENTE A TRñUES D E L ANCHO DE BANDA FiPROPIADO EHPLEANDO EL F I L T R U DE Ht-GICIUN DE 200 HZ.

D ) MIDE LA FRECUENCIA Y EL N I V E L DE L A S CRESTA? DEI'ERHINA EL URIGEN Dk LAS SENHLES PFIRFI5ITH.S Y E N CflSO NtCESARIU, TOnA HtDIDAS CORRECTIUAS.

6 . - CARGA CON RUIDO BLANCO .

UBJkTIVU DE L A S MLDICIUNES:

DE TE K H l NHR :

8 ) EL RUIDO DL UN CANAL TELEFONICO DEL ENLACE POR S A T E L I T E Af'LICAN- DU A Lf3 BANDA BHSE UNA CARGA DE RUIDO BLANCO.

PURTADURA E N Lf l E S T A C l U N TERRENH TRf3NSHISURA. B) EL MARGEN DEL ENLACE POR S A T E L I T E , REDUCIENDO L 8 P . I . R . E . DE L A

C ) L A CHLIDOD DE FUNCIONRRIENTO DEL ENLQCE PUR SATELITE EN CUNDI- CIONES SE SUBREGHRGA DE RUIDO BLHNCU.

CONS I IIEHACIONES DE F UNC.iDNRMI ENTU.

i

I i

A ) LA PUltNCIA DE RUIDO PUNDERADO, M a i D A CüN CIELU CLARO EN Lo ETTRCIUN TERRENA RECEPTORA EN CUALQUiER CANUL CON ANCHO DE WN- CFI Df 3.3KHZ NO DEBERR EXCEDER DE 10,OOOPWP CON RELACIUN R UN PUNIU DE N l U L L RELATIUU CERO DE I f 6 (EQUIUHLENIE A -50DBHUP O H l JNH RtLHCION StNHL/RUiDU PUNDEHHDO DE 50 IIB)

B) LA PCJTtNCIA DE. R1JlDIJ PUNDEKADO, MEDIDA CUN CIELO CLAW EN LA EI;THCIUN lEKKiNFI .IECEPIUi?A EN CUALUUIER CHNHL C O N UN ANCHO DE BFtNDA DE 3 . 1 KHL NI1 DEBERA EXCEDER DE 50.000 PWP. CON RELACION A U N PUNTO DE NIVEL RELATIVO CERO DE IMW(EUUIUALENTE A -43DBtlOP, U A UNA RELACION SENHL/RUIDU PONDEHQDO DE 40DB1, P . I . R . E . DEL S A r E L I l E I;E REDUZCA EN 5UB CON RtL6ICIUN HL VALOR NUN 1 NAL .

CUANDO LFI

EQUIPO DE FIEDICIUN:

R ) U N EUUlPCl GENERADOR-HEDIDOR DE R U l D O BLANCO.

B) FILTROS PHSFI BAJO

C ) F.ILTHOC; PFtfFI HLTU

D) FILTROS PQSH EHNDA

E ) UN MLDIWi? SELECTIVII DE NIUEL.

51 LA M t G I C I U N SE EFEClUH EN CONDICIUNES IIETEREULOGICAS DESFAUORR- BLES, SE INCLUlRA LA INiORMACION EN EL REPORTE DE LOS RESULTRDOS DE LAS Mt.DICíONES.

PflSO 1.- LCI ESTHCIUN TEHRENH TRHNSMI5ORH:

A )

B)

C )

D )

CONECTA EL EUUIPO DE HEDICIUN, CüMU SE ILuSiízA EN L A FIGURA 6

HHCE USO DE LOS FlLTRIJS PQSA ALTO, PRSR BFIJO, Y PRSQ BANDA A- PROPIADOS PARR LA PORTADORA OBJETO DE LAS tlEDICIONES, I N D I C A EN LA FIGURR 6.1

SEGUN S E . _

AJUSTA LA SQLIDA DEL GENERFIDUR DE RUIDO BLANCO AL. NIUEL DE CRR- GA CUNULNCIONHL APROPIADO, TAL CONíJ S E 1NDICA EN LA FIGUKR 6.1

TRANSNITE LA PORTRDUKA CON LA P . I . R . E . NOFIINAL ESTABLECIDA, APLlCANDO A LA BANDA BASE UNA CARGA DE R U I D O BLANCO. CUIUHDU DE APLICAR A Lfl BANDA BRSE Y ACTIVAR LA SEÑRL DE ENER- G I A DISPERSR.

SE TENDRA

PASO 2.- LA ESTACION I'EKRENA RECEPTORA:

-.-

I

-t . - k

PI6. 6

----- I 432 I 12-17% I 12 I 1796

P16, 6.1

I

- t - - k

A ) CUNECTCI EL EQUIPO DE f l€DICION,TAL COflO SE flUlrSTRA EN L A FIG.6.1 Y HIDE LA RELACION DE POTENCIA M: RUIQQ(NPR) Y/O LA RELACION -. SEÑAL/RUIDO (WNDERAWI) EN CAWl UNA DE LAS VENTANAS DE RUIDO DENTRO DE L A BANDFI. S E dIDE EL RUIDO FUERR DE BANDQ, EXPRESADO €N DBIíOP. EN L A F I G . 6 . 1 S E ILUSTRAN LflS FRECUENCIAS CENTRALES DE LAS VENTANAS CORRESPONDIENTES RL RUIDO FUERA DE BANDA (OW). .

NOTA : PARA UBTENtR L A RELACION SEÑRL/RUIW SOFOflETRICAflkNTE PONDER& DO EN UN PUNTO DE NIVEL O , A WSE DE HEDICIONES NPR, HAY QUE AGREGAR LAS SIGUIENTES CONSTANTES:

DRdOP NUIERO DE CANALES S/N P - 12 NPR + 11.1 24 36

4a 60

72 96

132 192

252-1872

NPR

NPR

NPR

NPR

NPR

NPR

NPR

NPR

NPR

3.2.9

13.9 14.7 15.3

15.7 16.6 17.4 18.4

18.8

HL I'kRfllNO D€ LAS PRUEBAS, kS NkCESARIO ENVIAR LOS RESULTADOS FINALES DE LHS tlkDIC1ONk.S A LA CUURDINACIUN DE GkSTIUN DE RED, PERTENtCIENTE A LA GEHtNCIA DE COflUNICHCiONES iNiERNACIONALES.

TtiLEFONOS: 5306540 Y 5190883 O 91-775-30026 Y 30517

FAX : 5306540.

R L E X : 1771114, 1771134 Y 170995.

FRG-ADE.

-+ / üx 7 GHz.

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