ITU-R M 1475 SPANISH-2000 METHODOLOGY FOR DERIVATION OF PERFORMANCE OBJECTIVES OF NON-GEOSTATIONARY MOBILE-SATELLITE SERVICE SYSTEMS OPERATING IN THE 1-3 GHz BAND NOT USING SATELLI.pdf

1、 Rec. UIT-R M.1475 1 RECOMENDACIN UIT-R M.1475 METODOLOGA PARA DERIVAR LOS OBJETIVOS DE CALIDAD PARA LOS SISTEMAS DEL SERVICIO MVIL POR SATLITE NO GEOESTACIONARIO QUE FUNCIONAN EN LA BANDA 1-3 GHz SIN UTILIZACIN DE DIVERSIDAD DE SATLITES (Cuestin UIT-R 87/8) (2000) Rec. UIT-R M.1475 La Asamblea de R

2、adiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que se ha previsto la puesta en servicio, o puesto ya en servicio, sistemas mviles por satlite no geoesta-cionario (SMS no OSG) en la banda 1-3 GHz; b) que se deberan especificar objetivos de calidad para el trayecto digital ficticio de referencia (TDFR)

3、 indicado en la Recomendacin UIT-R M.827; c) que en la Recomendacin UIT-R M.1181 se designan objetivos de calidad para los sistemas del SMS OSG; d) que en los sistemas del SMS no OSG pueden utilizarse transpondedores con o sin regeneracin; e) que la metodologa para derivar los objetivos de calidad p

4、uede ser diferente segn se trate de transpondedores con o sin regeneracin; f) que los objetivos de calidad para los enlaces de conexin de sistemas del SMS no OSG deberan determinarse sobre la base de objetivos de calidad de extremo a extremo; g) que los objetivos de calidad son tiles como base de de

5、finicin de los criterios de interferencia, recomienda 1 que en el caso de sistemas del SMS no OSG con transpondedores sin regeneracin se definan objetivos de calidad para una conexin de extremo a extremo, a partir de los cuales puedan derivarse objetivos de calidad para el enlace de conexin y el enl

6、ace de servicio, de manera que el 10% del tiempo no disponible se asigne al enlace de conexin; 2 que se utilice el mtodo presentado en el Anexo 1 para obtener los objetivos de calidad en el caso de sistemas del SMS no OSG con transpondedores sin regeneracin; 3 que en el caso de sistemas del SMS no O

7、SG con transpondedores con regeneracin se puedan definir objetivos de calidad, ya sea para una conexin de extremo a extremo, o para un enlace de servicio y un enlace de conexin por separado, en cuyo caso las Recomendaciones UIT-R S.614 o UIT-R S.1062 pueden dar orientacin sobre los objetivos de cali

8、dad de los enlaces de conexin. 2 Rec. UIT-R M.1475 ANEXO 1 Metodologa para derivar los objetivos de calidad para sistemas del SMS no OSG con transpondedores sin regeneracin 1 Derivacin del objetivo de calidad 1.1 Definicin de objetivo de calidad Un objetivo de calidad se define por un valor de umbra

9、l de la calidad de extremo a extremo y un porcentaje aceptable de tiempo, con arreglo a la siguiente definicin: El porcentaje de tiempo en que la proporcin de bits errneos (BER) sin correccin de errores en recepcin sin canal de retorno (FEC) es peor que BERthser X% (por ejemplo, 0,1%, 1%, 10%, etc.)

10、 o menor, siendo BERthy X(%) el umbral BER de calidad de extremo a extremo y el porcentaje de tiempo no disponible, respectivamente. Se deber determinar el promedio de este BER en un periodo de Z s (la cantidad se deja para estudio ulterior). 1.2 Objetivos del valor de umbral de calidad del enlace L

11、a Recomendacin UIT-R M.1181, que trata sobre la disponibilidad del SMS OSG, estipula que el valor umbral de calidad, BERth, para el trfico mvil de voz, es 4 102(sin FEC). Conviene observar que el valor de umbral de calidad depende del tipo de aplicaciones que ofrezca el sistema del SMS en particular

12、 (es decir, seales vocales, fax, datos y para servicios mviles, en vehculos y semifijos). 1.3 Porcentaje del tiempo disponible y no disponible Debido a las propiedades intrnsecas de los sistemas del SMS, que incluyen las condiciones de apantallamiento del enlace de servicio del SMS, que varan con el

13、 tiempo y la movilidad de los terminales de usuario, podra ser realista utilizar el valor indicado en la Recomendacin UIT-R M.1181 para los sistemas del SMS OSG, es decir, los porcentajes de tiempo disponible (X%) entre 90% a 95% para los sistemas del SMS no OSG. 2 Concepto bsico e hiptesis 2.1 C/NT

14、de umbral La relacin portadora a potencia de ruido para el enlace de extremo a extremo puede estimarse a partir del objetivo de calidad definido por el BERth. Como ejemplo, se supone que el umbral extremo a extremo (C/NT)th(donde th equivale al umbral) para el trfico de seales vocales mviles con emp

15、leo de modulacin MDP-4 es 7 dB, para un umbral BER de 4 102sin FEC. Conviene observar que el valor (C/NT)thde 7 dB es superior al valor terico necesario para hacer frente a diversas degradaciones prcticas (por ejemplo, mrgenes de aplicacin de mdem). Adems, para otros SMS, tales como el servicio tran

16、sportable de entrega de datos, el requisito BER es ms riguroso (vase la Recomen-dacin UIT-R M.1181) y exige una relacin (C/NT)thde por lo menos 15 dB. 2.2 Degradacin de C/NTy margen del enlace de servicio y del enlace de conexin 2.2.1 Definiciones C/NTdenota la relacin total portadora a potencia de

17、ruido. As pues, es posible consignar la relacin C/NTde extremo a extremo de los sistemas del SMS no OSG del siguiente modo: 111 )/()/(/+=fTsTTNCNCNC (1) donde C es la potencia de portadora de recepcin, y NTes la suma de la potencia de ruido, N, (excluida interferencia) y la potencia de interferencia

18、, I (por ejemplo, NT= N + I). Los sufijos s y f indican el enlace de servicio y el enlace de conexin, respectivamente. Rec. UIT-R M.1475 3 2.2.2 Degradaciones de C/NTDiversos fenmenos producen degradaciones en la relacin C/NT. En el enlace de servicio y el enlace de conexin, el desvanecimiento de la

19、s bandas y otros efectos (por ejemplo, posicin de la estacin mvil por satlite, prdida de puntera, prdida de polarizacin, centelleo atmosfrico, absorcin atmosfrica, apantallamiento, etc.) reducirn el nivel de recepcin, C. El nivel de interferencia total, I, representar la interferencia intrasistema y

20、 la interferencia intersistemas, es decir, I = Iintra+ Iinter. En el Cuadro 1 se ofrece la contribucin a la interferencia total. Se indica asimismo que diversos factores en el enlace de servicio y el enlace de conexin producen interferencia, por ejemplo, I = Ienlace de servicio+ Ienlace de conexin,

21、y en ese caso, el porcentaje de contribucin a la interferencia puede ser, por ejemplo, de 90% para el enlace de servicio, y de 10% para el enlace de conexin. En cuanto al nivel de ruido, ste depende de G/T, y los cambios en este valor dependen de la dinmica de enlace (por ejemplo, posicin del usuari

22、o, ganancia de recepcin, dispersin por la lluvia, etc.). En este aspecto, en aras de la sencillez se parte de la hiptesis de que la contribucin de estos factores a la degradacin de C/NTde extremo a extremo es independiente desde el punto de vista estadstico. CUADRO 1 Tipos de interferencia intersist

23、ema e intrasistema que experimentan los sistemas del SMS no OSG 2.2.3 Valores nominales de C/NTy mrgenes de enlace Sobre la base del anlisis anterior, en el balance de enlace se tomarn en cuenta los mrgenes de enlace para los enlaces de servicio y de conexin a fin de contrarrestar los diversos facto

24、res de apantallamiento y defectos de transmisin (vase el 2.2.2). Se parte de la base de que se dan valores apropiados para el margen del enlace de servicio, Ms, y el margen del enlace de conexin, Mf, en funcin del sistema y las condiciones de funcionamiento. As pues, con esta definicin es posible co

25、nsignar las siguientes ecuaciones: (C/NT)s,nom= Ms(C/NT)s,th(2) (C/NT)f,nom= Mf(C/NT)s,thdonde th equivale a umbral y nom equivale a nominal. Enlace Interferencia intrasistema Interferencia intersistema Enlace de servicio Interferencia en el mismo canal dentro de haz estrecho Efectos de intermodulac

26、in (enlace descendente de satlite) Interferencia de canal adyacente (en el mismo haz) Interferencia en la misma frecuencia contrapolar De otros servicios en el mismo canal De otros sistemas en el mismo canal Emisiones no deseadas de atribuciones adyacentes Enlace de conexin Efectos de intermodulacin

27、 (enlaces ascendentes y descendentes) Interferencia de canal adyacente Interferencia en la misma frecuencia contrapolar De otros servicios en el mismo canal De otros sistemas no OSG en el mismo canal Interferencia de dispositivos sin licencia Emisiones no deseadas de atribuciones adyacentes 4 Rec. U

28、IT-R M.1475 2.2.4 Derivacin de los mrgenes del enlace de servicio La informacin ms importante para derivar el margen del enlace de servicio procede de los datos estadsticos de medicin del apantallamiento y desvanecimiento. Por ejemplo, la Recomendacin UIT-R M.1188 ofrece valores indicativos de los m

29、rgenes de desvanecimiento, como funcin del BERthrequerido. La relacin entre la degradacin por desvanecimiento y el porcentaje de tiempo puede obtenerse mediante el modelo de propagacin descrito en la Recomendacin UIT-R P.681. Por ejemplo, en el caso de los satlites del SMS no OSG, se determinan las

30、siguientes caractersticas de degradacin de enlace para el enlace de servicio que funciona en un entorno suburbano con un ngulo de elevacin mnimo de 30: Degradacin (C/NT)s 0 dB Porcentaje de tiempo: 50% Degradacin (C/NT)s 5 dB Porcentaje de tiempo: 90% Degradacin (C/NT)s 10 dB Porcentaje de tiempo: 9

31、5% Degradacin (C/NT)s 20 dB Porcentaje de tiempo: 99% 2.2.5 Desglose de C/NTpara el enlace de servicio y el enlace de conexin En funcin del diseo de enlace, se determina el desglose de la relacin C/NTen los enlaces de servicio y de conexin, a saber, (C/NT)sy (C/NT)f. En el caso de transpondedores si

32、n regeneracin en condiciones nominales (es decir, con atmsfera despejada), en general (C/NT)fes suficientemente ms elevado (por ejemplo, 10 a 20 dB) que (C/NT)s. Sin especificar el valor de radio, en este caso, se supone que (C/NT)fes K veces mayor que (C/NT)s, es decir: (C/NT)f,nom= K (C/NT)s,nom(3

33、) 2.3 Distribucin del porcentaje de tiempo no disponible El total de tiempo no disponible del enlace de extremo a extremo debe distribuirse adecuadamente entre los enlaces de servicios y de conexin. La Recomendacin UIT-R M.828 ofrece una definicin de la disponibilidad de extremo a extremo de los sis

34、temas del SMS. En la Recomendacin UIT-R M.1181 se aborda la distribucin del tiempo no disponible entre los enlaces de servicio y de conexin, y se asigna el 10% del tiempo no disponible al enlace de conexin. Tambin se ha tomado como hiptesis esta distribucin para el SMS no OSG. 2.4 Derivacin de los v

35、alores de umbral C/NTpara los enlaces de servicio y de conexin Sobre la base del anlisis precedente, se obtienen las dos siguientes ecuaciones: En condicin nominal: 11,1,1,1,1)/()/()/()/()/(+GfaGfbGf9GeaGebGe9+=thfTfthsTsnomfTnomsTnomTNCMNCMNCNCNC(4) En condicin de umbral: 1,1,1)/()/()/(+=thfTthsTth

36、TNCNCNC(5) De las ecuaciones (4) y (5) podemos obtener los valores umbral (C/NT)s,thy (C/NT)f,th. Tras algunas operaciones algebraicas, obtenemos: thTsfthsTNCKMMNC )/()(/1)/(,+=(6) thTfsthfTNCMKMNC )/(/)(1)/(,+= (7) donde (C/NT)thes la que se ha definido en el 2.1. Rec. UIT-R M.1475 5 2.5 Derivacin

37、de los objetivos de calidad 2.5.1 Mrgenes de no disponibilidad y de umbral Si se suman los mrgenes de tiempo no disponible (vanse los 1.3 y 2.3) y los mrgenes de umbral C/NTdel enlace (vase el 2.4), obtenemos: Para el enlace de servicio: El enlace de servicio (C/NT)spuede ser inferior a (C/NT)s,thpa

38、ra un porcentaje de tiempo no superior a 0,9 X (%). Para el enlace de conexin: El enlace de conexin (C/NT)fpuede ser inferior a (C/NT)f,thpara un porcentaje de tiempo no superior a 0,1 X (%). 2.5.2 Objetivos de calidad de los SMS no OSG Cuando lo indicado se plasma en objetivos de calidad, el result

39、ado es el siguiente: Para el enlace del servicio: El enlace de servicio (C/NT)sser superior o igual a (C/NT)s,thpara un porcentaje de tiempo superior o igual a (100 0,9 X ) (%). Para el enlace de conexin: El enlace de conexin (C/NT)fser superior o igual a (C/NT)f,thpara un porcentaje de tiempo super

40、ior o igual a (100 0,1 X ) (%). 3 Ejemplo de clculo 3.1 Objetivo de calidad y no disponibilidad Por ejemplo, en el caso de sistemas del SMS no OSG que emplean la modulacin MDP-4, y en el caso de la aplicacin de seales vocales mviles, partimos de la siguiente hiptesis (vanse tambin los 1.3 y 2.1): El

41、 porcentaje del tiempo total disponible cuando el umbral de extremo a extremo (C/NT)thes superior a 7 dB, ser del 95%. As pues, esto puede reformularse del siguiente modo: El porcentaje total de tiempo no disponible cuando el umbral de extremo a extremo (C/NT)thes inferior a 7 dB, no ser superior a

42、5%. De ah deriva el valor X = 5%, que se utiliza en las definiciones del 2.5. Seguidamente, sobre la base del 2.3, el tiempo no disponible X = 5% se distribuye entre el enlace de servicio y el enlace de conexin en una proporcin de 90% y 10%, respectivamente, y el tiempo no disponible total para el e

43、nlace de servicio y el enlace de conexin se convierte en 4,5%, para el enlace de servicio, y 0,5%, para el enlace de conexin. 3.2 Valores de umbral C/NTSi se parte de la hiptesis de que la degradacin del enlace de servicio es la del 2.2.4 (vase la Recomen-dacin UIT-R P.681), el valor del margen del

44、enlace de servicio se convierte en Ms= 10 dB (lo que es tambin compatible con la Recomendacin UIT-R M.1188). Se supone que el margen de enlace para el enlace de conexin es igual a Mf= 3 dB, lo que explicar todos los defectos de la portadora descritos en el 2.2.2. Asimismo, se supone que (C/NT)fes 10

45、 dB ms elevado que (C/NT)sen condiciones nominales de atmsfera despejada (es decir, K = 10). Si se sustituyen los valores de las ecuaciones (6) y (7) por estos valores, obtenemos: (C/NT)s,th= 7,09 dB para el enlace de servicio (C/NT)f,th= 24,09 dB para el enlace de conexin 6 Rec. UIT-R M.1475 3.3 Ob

46、jetivos de no disponibilidad y de umbral Los objetivos en cuanto a la no disponibilidad y umbral derivados de las ecuaciones anteriores son tiles para los enlaces de servicio y de conexin de los sistemas del SMS no OSG que emplean la modulacin MDP-4 para el servicio vocal mvil por satlite. Estos obj

47、etivos son, respectivamente: (C/NT)s,th 7,09 dB para un porcentaje de tiempo de hasta 4,5% (C/NT)f,th 24,09 dB para un porcentaje de tiempo de hasta 0,5% 3.4 Objetivos de calidad Por consiguiente, los objetivos de calidad resultantes son: (C/NT)s,th 7,09 dB para ms del 95,5% del tiempo (C/NT)f,th 24,09 dB para ms del 99,5% del tiempo