ITU-R S 1002 SPANISH-1993 Orbit Management Techniques for the Fixed-Satellite Service《卫星固定业务的轨道管理技术》.pdf

1、 Rec. UIT-R S.1002 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1002*Tcnicas de gestin de la rbita en el servicio fijo por satlite (1993) La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que es necesario gestionar parte de la rbita de los satlites geoestacionarios para lograr una utilizacin eficaz tanto de l

2、a propia rbita como del espectro radioelctrico; b) que conviene desarrollar uno o ms conjuntos de parmetros generalizados que podran ser utilizados para definir adecuadamente las redes del servicio fijo por satlite a fin de facilitar el proceso de gestin de la rbita; c) que los parmetros generalizad

3、os pueden modelarse de forma precisa mediante uno o ms programas de computador para ayudar en el proceso de gestin de la rbita; d) que actualmente hay programas de computador que pueden ayudar a la gestin y utilizacin de la rbita, recomienda 1 que para hacer ms fcil la gestin de una parte de la OSG,

4、 se utilicen los parmetros generalizados descritos en el Anexo 1; 2 que se empleen algoritmos de computador eficaces que optimicen la utilizacin de la rbita, como los que figuran en el Anexo 2. ANEXO 1 Parmetros generalizados de una red de satlites para la gestin de la rbita 1 Introduccin Se han rea

5、lizado estudios para cuantificar las ventajas de introducir un proceso de optimizacin para determinar las posiciones orbitales de las redes nuevas a travs de ejercicios de aplicacin prctica. Los resultados de los ejercicios indican que, si se hubieran escogido al azar las posiciones de las nuevas re

6、des y se hubieran elegido posiciones no ptimas, se habra desaprovechado una notable ventaja con respecto a la seleccin realizada a travs del proceso de optimizacin. Adems, sobre todo con un gran nmero de las redes existentes, el proceso de optimizacin dar lugar a ahorros de tiempo y esfuerzo en la a

7、ctividad de coordinacin entre sistemas. _ *La Comisin de Estudio 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.1002 Por consiguiente, el proceso de gestin de la rbita consiste en la identific

8、acin de un conjunto de parmetros generalizados y en la elaboracin de algoritmos de computador y metodologa de realizacin eficaces. 2 Mtodo basado en los parmetros A, B, C y D 2.1 Parmetros de red A, B, C y D Los parmetros generalizados A, B, C, D especifican la capacidad para producir interferencias

9、 (variables A y C) y la sensibilidad a la interferencia (variables B y D) de una red de satlite. Dado que existen muchas combinaciones de parmetros de funcionamiento (tales como las caractersticas de antena y las potencias de los transmisores) que pueden dar lugar a un conjunto semejante de valores

10、paramtricos, este concepto puede aplicarse con independencia de las caractersticas de modulacin y de la frecuencia especfica utilizada. Los parmetros generalizados seleccionados por la Conferencia Administrativa Mundial de Radiocomunicaciones sobre la utilizacin de la rbita de los satlites geoestaci

11、onarios y la planificacin de los servicios espaciales que la utilizan (Ginebra, 1988) (CAMR ORB-88) para el Plan de Adjudicaciones son los parmetros A, B, C, D basados en la densidad de potencia promediada sobre la anchura de banda de la seal. El objetivo de este conjunto de parmetros es generalizar

12、 no solamente los parmetros normalizados utilizados sino tambin el tipo de trfico supuesto en el Plan de Adjudicaciones. En este sentido, las potencias de entrada requeridas en las antenas de estacin terrena y de una estacin espacial determinada son los primeros parmetros que se determinan en el pro

13、ceso de planificacin. Dichos parmetros se convierten seguidamente en densidad de potencia (P1y P2(dB(W/Hz), dividiendo por la anchura de banda del tipo de seal, que es el factor utilizado para calcular e inscribir los parmetros generalizados A, B, C y D del Plan. Las ecuaciones que se indican a cont

14、inuacin describen los parmetros generalizados A, B, C y D: A : densidad de p.i.r.e. fuera del eje del enlace ascendente promediada sobre la anchura de banda necesaria de la portadora modulada B : sensibilidad*fuera del eje del receptor del enlace ascendente a la densidad de p.i.r.e. interferente pro

15、mediada sobre la anchura de banda necesaria de la portadora modulada C : densidad de p.i.r.e. fuera del eje del enlace descendente promediada sobre la anchura de banda necesaria de la portadora modulada D : sensibilidad*fuera del eje del receptor del enlace descendente a la densidad de p.i.r.e. inte

16、rferente promediada sobre la anchura de banda necesaria de la portadora modulada A = p1 g1() B = 1p1 g1 g2()C = p3 g3g3()D = g4()p3 g3 g4_ *Obsrvese que aqu el significado es el de susceptibilidad a la interferencia ms que la definicin tcnica exacta de sensibilidad. Rec. UIT-R S.1002 3 donde: p1: de

17、nsidad de potencia promediada sobre la anchura de banda necesaria de la portadora modulada aplicada a la antena transmisora de la estacin terrena (W/Hz) g1: ganancia mxima de la antena transmisora de la estacin terrena (relacin numrica de potencias) g1() : diagrama de radiacin de antena transmisora

18、de la estacin terrena (relacin numrica de potencias) g2: ganancia mxima de la antena receptora de la estacin espacial g2() : ganancia de la antena receptora de la estacin espacial en la direccin de la estacin terrena (relacin numrica de potencias) g2() : discriminacin de la antena receptora de la es

19、tacin espacial (relacin numrica de potencias) = g2/ g2(): p3: densidad de potencia promediada sobre la anchura de banda necesaria de la portadora modulada aplicada a la antena transmisora de la estacin espacial (W/Hz) g3: ganancia mxima de la antena transmisora de la estacin espacial (relacin numric

20、a de potencias) g3() : ganancia de la antena transmisora de la estacin espacial en la direccin de la estacin terrena g3() : discriminacin de la antena transmisora de la estacin espacial (relacin numrica de potencias) = g3/ g3(): g4: ganancia mxima de la antena receptora de la estacin terrena (relaci

21、n numrica de potencias) g4() : diagrama de radiacin de la antena receptora de la estacin terrena (relacin numrica de potencias). La notacin (prima) denota los parmetros de la red interferente. As, la ecuacin que relaciona la potencia deseada con la no deseada (C/I ) est definida por: (C/I )den= p1g1

22、() g2( )p1g1g2+ p3g3() g4()p3g3g41y se reduce simplemente a: (C/I )den= A * B + C * D1donde (C/I )denes la relacin de proteccin normalizada por la relacin entre las anchuras de banda deseada y no deseada. Esta relacin se utilizara para determinar la matriz de separaciones orbitales de las redes para

23、 sintetizar el plan. Cuando se propone una red, se calculan sus parmetros A, B, C y D utilizando los parmetros del sistema real y el promedio de las densidades de potencia en la anchura de banda de la seal. Estas densidades de potencia se hallarn dividiendo la potencia que entra a la antena por la a

24、nchura de banda de la seal real propuesta. Segn el Apndice 30B del Reglamento de Radiocomunicaciones, no ser necesaria la coordinacin si: los valores calculados de A y C son menores o iguales al conjunto de parmetros de referencia pertinente, y 4 Rec. UIT-R S.1002 las asignaciones de frecuencia prop

25、uestas se ordenan de forma que el 60% superior de cada banda adjudicada se utiliza para portadoras de alta densidad (es decir, aqullas en las que la relacin entre la densidad espectral de potencia de cresta en la banda de 4 kHz ms desfavorable y la densidad espectral de potencia promediada sobre la

26、anchura de banda necesaria de la portadora modulada es mayor de 5 dB), y el 40% inferior para portadoras de baja densidad. Un ejemplo basado en el examen de algunos sistemas y tipos de trfico actuales indica que podra utilizarse un gran nmero de las portadoras actuales sin necesidad de coordinacin.

27、El Cuadro 1 da las relaciones C/I necesarias calculadas para las portadoras MDF-MF regulares de INTELSAT, basadas en una carga del transpondedor correspondiente a una separacin de portadoras de 1,33 veces la anchura de banda ocupada, y en una interferencia aceptable de 800 pW0p. El Cuadro 2 da la re

28、lacin (C/I )dennecesaria, calculada a partir del Cuadro 1 multiplicando las cifras por un factor de b/b, donde b y b son las anchuras de banda, respectivamente, de las seales deseada y no deseada. En el Cuadro 2 puede apreciarse que el criterio de una (C/I )dende 30 dB para establecer las posiciones

29、 orbitales de las diversas zonas de servicio, permitira la coexistencia en diferentes redes de un gran nmero de combinaciones de seales MDF-MF. Se exceptuaran las seales de ndice de modulacin ms bajo, con relaciones potencia de cresta/potencia media superiores a 5 dB. Esto se demuestra en el Cuadro

30、3. En caso de interferencia causada a seales digitales con anchuras de banda superiores a las de la fuente interferente, deben suponerse mltiples portadoras interferentes dentro de la banda de paso de la seal digital deseada. Aplicando el ejemplo anterior, una relacin C/I de 30 dB y una I/N del 6% d

31、ara una relacin C/N de 18 dB, lo que proporcionara una BER mejor que 1 107. As una (C/I )dende 30 dB muy probablemente sera adecuada para seales digitales. CUADRO 1 Relacin C/I requerida para seales MDF-MF de INTELSAT BW : Anchura de banda Interfe-rencia deseada 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 4

32、32 432 792 ndice de mo-dulacin BW (MHz) C/N (dB) 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 26,6 26,5 34,3 27,9 36,2 31,8 32,2 37,8 33,7 41,5 39,3 37,8 40,6 25,2 25,7 33,9 26,6 33,7 28,9 29,2 34,6 30,7 38,5 36,3 34,7 37,5 24,9 25,6 33,8 26,6 33,7 28,9 29,2 34,6 30,7 38,5 36,3 34,7 37,5 22,723,9

33、32,525,733,428,028,132,427,934,633,031,734,5 22,024,032,625,833,428,028,132,427,934,633,031,734,5 20,7 22,1 30,9 24,5 32,5 27,4 27,5 32,2 27,3 33,7 31,6 30,0 32,8 20,1 21,6 30,4 24,1 32,2 27,1 27,2 32,1 27,2 33,8 31,4 29,6 31,4 20,221,630,524,132,227,127,332,127,233,731,429,631,4 18,119,628,622,530,

34、825,926,131,326,633,631,129,430,1 18,5 20,0 29,0 22,8 31,1 26,2 26,4 31,5 26,7 33,7 31,2 29,5 30,1 17,418,927,921,830,225,425,630,926,333,431,029,229,8 16,7 18,2 27,2 21,1 29,5 24,8 25,1 30,5 25,9 33,2 30,7 29,0 29,8 14,1 15,7 24,7 18,7 27,1 22,5 22,9 28,4 24,1 31,7 29,4 27,7 29,2 2,65 2,55 1,17 2,1

35、7 0,96 1,61 1,85 0,96 1,55 0,82 1,07 1,27 1,24 1,1 2,0 2,2 4,0 4,4 6,7 7,5 8,5 12,4 13,0 15,7 18,0 32,4 13,412,721,112,720,714,412,719,413,621,218,216,116,5 Rec. UIT-R S.1002 5 CUADRO 2 Relacin (C/I )denrequerida para seales MDF-MF de INTELSAT BW : Anchura de banda En caso de interferencia MDF-MF ca

36、usada a seales digitales con anchuras de banda muy inferiores a la fuente interferente, entonces: C/I = C/Pk= (C/Pav) (Pav/Pk) = (C/I)den(1/kp) donde kpes la relacin valor de cresta/valor medio de la fuente interferente dentro de la banda ocupada Bo. Pky Pavson respectivamente las densidades media y

37、 de cresta de la fuente interferente y vienen dadas por: Pk: potencia en la banda ms desfavorable de 4 kHz/4 kHz (W/Hz) av: potencia total de portadora/ancho de banda ocupada (Bo) (W/Hz). CUADRO 3 Relaciones densidad de potencia de cresta/densidad de potencia media para las portadoras MDF-MF de INTE

38、LSAT PkPav= PkCCPav= PkCBo4 kHz, PkPav= 10 log (Bo/ 4 000) 10 log (C/Pk) (dB) NOTA 1 Las seales con Pk /Pav 5,0 son seales utilizables sin coordinacin. Interfe-rencia deseada 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 ndice de mo-dulacin BW (MHz) 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792

39、26,6 23,9 31,3 22,3 30,2 23,9 23,9 28,9 23,2 30,8 27,8 25,7 25,9 27,8 25,7 33,5 23,6 30,3 23,6 23,5 28,3 22,8 30,4 27,4 25,2 25,4 27,526,033,824,030,724,123,928,723,230,827,825,625,8 28,3 26,9 35,1 25,7 33,0 25,8 25,3 29,1 23,0 29,5 27,1 25,2 25,4 28,8 27,4 35,6 26,2 33,4 26,2 25,8 29,5 23,4 29,9 27

40、,5 25,6 25,8 28,527,435,726,734,327,427,031,224,630,827,925,726,0 28,427,335,726,834,527,627,231,625,031,428,225,825,0 29,127,936,427,435,028,127,832,125,731,928,726,325,6 28,6 27,5 36,1 27,4 35,3 28,6 28,3 32,9 26,6 33,4 30,1 27,8 25,9 29,2 28,1 36,7 27,9 35,8 29,1 28,8 33,3 26,9 33,7 30,4 28,1 26,

41、1 28,9 27,8 36,4 27,7 35,7 29,1 28,8 33,6 27,3 34,2 31,0 28,6 26,7 28,8 27,7 36,3 27,6 35,6 29,1 28,9 33,8 27,5 34,6 29,6 29,0 27,2 28,8 27,8 36,4 27,8 35,8 29,3 29,3 34,2 20,3 35,7 30,8 30,3 29,2 2,65 2,55 1,17 2,17 0,96 1,61 1,85 0,96 1,55 0,82 1,07 1,27 1,24 1,1 2 2,2 4 4,4 6,7 7,5 8,5 12,4 13 15

42、,7 18 32,4 Nmero de canales Anchura de banda ocupada Bo(MHz) C/Pk (dB/4 kHz)Pk /Pav(dB) 12 24 60 60 132 132 132 252 252 432 432 432 792 1,1 2,0 2,2 4,0 4,4 6,75 7,5 8,5 12,4 13,0 15,7 18,0 32,4 20,0 22,3 22,4 25,3 24,2 27,5 28,0 27,0 30,0 27,6 30,8 31,5 34,1 4,95 4,69 5,10 4,70 6,21 4,77 4,73 6,26 4

43、,91 7,52 5,15 5,03 4,98 6 Rec. UIT-R S.1002 En caso de interferencia de televisin en MF, no obstante, incluso con dispersin de energa, es improbable que las portadoras de banda estrecha puedan hallarse en posicin cocanal con la portadora de la seal de televisin en MF, ya que aunque exista una disper

44、sin de energa de, por ejemplo, 1 MHz, la potencia espectral en la banda de dispersin es muy elevada. La necesidad de coordinacin con las seales de televisin puede evitarse si se especifican de antemano las frecuencias portadoras de televisin. Con una anchura de banda de dispersin de energa de, por e

45、jemplo 2 MHz, las portadoras SCPC y otras portadoras de banda estrecha pueden evitar la banda de dispersin de energa de televisin. El concepto de microsegmentacin se trata en la Recomendacin UIT-R S.742. 2.2 Posibles modificaciones de los parmetros de los sistemas del servicio fijo por satlite inclu

46、idos en el Plan de la CAMR ORB-88 Adems de lo indicado anteriormente, se necesita ms informacin en relacin con el uso de los parmetros generalizados A, B, C, D del Plan del servicio fijo por satlite (SFS) adoptado por la CAMR ORB-88. Todos los parmetros generalizados son funciones de un ngulo con re

47、lacin al eje: para las estaciones terrenas y para las estaciones espaciales. Los ngulos y pueden tomar valores a partir de cero. Los parmetros generalizados B y D se relacionan con la sensibilidad del sistema a la interferencia (cuanto ms elevados sean los valores de los parmetros, mayor ser la sens

48、ibilidad), pero no determinan directamente la potencia radiada admisible de la seal interferente hasta que se indique la relacin portadora/interferencia (C/I ) admisible. En el Plan del SFS, los valores A, B, C, D se refieren a cada sistema en particular, mientras que el valor (C/I )n= 26 dB adoptado a efectos de planificacin se refiere a la interferencia combinada. As, empleando las ecuaciones del 2.1, se obtiene: p.i.r.e.ie (i) = B (C/I)p l 1donde: p.i.r.e.ie (i) : potencia istropa radiada equivalente de la seal interferent