ITU-R SA 1163-2 SPANISH-1999 INTERFERENCE CRITERIA FOR SERVICE LINKS IN DATA COLLECTION SYSTEMS IN THE EARTH EXPLORATION-SATELLITE AND METEOROLOGICALSATELLITE SERVICES《地球探测卫星和气象卫星业.pdf

1、 Rec. UIT-R SA.1163-2 1 RECOMENDACIN UIT-R SA.1163-2 CRITERIOS DE INTERFERENCIA PARA LOS ENLACES DE SERVICIO EN LOS SISTEMAS DE RECOGIDA DE DATOS DE LOS SERVICIOS DE EXPLORACIN DE LA TIERRA POR SATLITE Y DE METEOROLOGA POR SATLITE (Cuestin UIT-R 142/7) (1995-1997-1999) Rec. UIT-R SA.1163-2 La Asambl

2、ea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que el sistema ficticio de referencia sealado en la Recomendacin UIT-R SA.1020 define enlaces para recogida de datos e interrogacin de plataforma de recogida de datos; b) que es necesario establecer criterios de interferencia para asegurar que pue

3、den disearse sistemas con calidad de funcionamiento adecuada en presencia de interferencia; c) que los criterios de interferencia pueden determinarse utilizando la metodologa descrita en la Recomen-dacin UIT-R SA.1022 y los objetivos de calidad de funcionamiento indicados en la Recomendacin UIT-R SA

4、.1162; d) que los criterios de interferencia ayudan a elaborar criterios para la comparticin de bandas entre los sistemas, incluyendo los que funcionan con otros servicios; e) que los sistemas del servicio de exploracin de la Tierra por satlite (incluido el servicio de meteorologa por satlite) deben

5、 aceptar un umbral de interferencia al menos tan elevado como el umbral de interferencia admisible; f) que en el Anexo 1 figuran los parmetros de los sistemas representativos que proporcionan la base para los niveles admisibles de interferencia en las transmisiones correspondientes del servicio de e

6、xploracin de la Tierra por satlite, recomienda 1 que se utilicen los niveles de interferencia indicados en el Cuadro 1 como niveles de potencia total admisible de la seal interferente a la salida de antena de las estaciones que funcionan en los servicios de exploracin de la Tierra por satlite y de m

7、eteorologa por satlite. CUADRO 1 Criterios de interferencia para los enlaces de servicio de las estaciones de los servicios de exploracin de la Tierra por satlite y de meteorologa por satlite Banda de frecuencias (MHz) Funcin y tipo de estacin terrena Estacin sometida a interferencia Potencia de la

8、seal interferente (dBW) en la anchura de banda de referencia que no debe rebasarse ms del 20% del tiempo Potencia de la seal interferente (dBW) en la anchura de banda de referencia que no debe rebasarse ms del p% del tiempo 401-403 Tierra-espacio Recogida de datos en la rbita del satlite no geoestac

9、ionario (no OSG), antena de baja ganancia Estacin espacial 178,8 dBW por 1 600 Hz(1)174,7 dBW por 1 600 Hz(1) p = 0,1 137-138 espacio-Tierra Recogida de datos en la no OSG, estacin de telemando y adqui-sicin de datos (TAD) Estacin terrena 158,3 dBW por 8,32 kHz(1)151,l dBW por 8,32 kHz(1) p = 0,1 40

10、1-403 Tierra-espacio Recogida de datos en la OSG, antena de baja ganancia Estacin espacial 187,4 dBW por 100 Hz(2)173,4 dBW por 100 Hz(3) p = 0,1 1 670-1 690 espacio-Tierra Recogida de datos en la OSG, estacin de TAD Estacin terrena 194,0 dBW por 100 Hz(2)181,5 dBW por 100 Hz(3) p = 0,025 2 Rec. UIT

11、-R SA.1163-2 CUADRO 1 (Fin) ANEXO 1 Bases para establecer los criterios de interferencia 1 Introduccin Este Anexo presenta los parmetros utilizados como datos para metodologa descrita en la Recomenda-cin UIT-R SA.1022 con objeto de determinar los criterios de interferencia. Banda de frecuencias (MHz

12、) Funcin y tipo de estacin terrena Estacin sometida a interferencia Potencia de la seal interferente (dBW) en la anchura de banda de referencia que no debe rebasarse ms del 20% del tiempo Potencia de la seal interferente (dBW) en la anchura de banda de referencia que no debe rebasarse ms del p% del

13、tiempo 2 025-2 110 Tierra- espacio Recogida de datos en la OSG, estacin de TAD Estacin espacial 188,9 dBW por 100 Hz(2)183,7 dBW por 100 Hz(3) p = 0,025 460-470 espacio-Tierra Interrogacin de plataformas de recogida de datos en la OSG Estacin terrena 187,3 dBW por 100 Hz(2)182,1 dBW por 100 Hz(3) p

14、= 0,1 (1)La potencia de la seal interferente (dBW) en la anchura de banda de referencia se da para una recepcin con ngulos de elevacin 5 . (2)La potencia de la seal interferente (dBW) en la anchura de banda de referencia se da para una recepcin con ngulos de elevacin 3 . (3)La potencia de la seal in

15、terferente (dBW) en la anchura de banda de referencia se da para una recepcin con ngulos de elevacin 0 . NOTA 1 El nivel de potencia total de la seal interferente que no debe rebasarse durante ms del x% del tiempo, siendo x menor del 20% pero mayor que el porcentaje de tiempo a corto plazo especific

16、ado (p% del tiempo), puede determinarse por interpolacin entre los valores especificados utilizando una escala logartmica (de base 10) para el porcentaje de tiempo y una escala lineal para la densidad de potencia de la seal interferente (dB). NOTA 2 Aunque los criterios de interferencia se basan en

17、los sistemas descritos en el Anexo 1, dichos criterios se aplican a todos los sistemas que funcionan en las bandas de frecuencias consideradas y que proporcionan las funciones de servicio especificadas. NOTA 3 Los criterios de interferencia se especifican con respecto al porcentaje de tiempo de rece

18、pcin por la estacin terrena. En consecuencia, las estadsticas de calidad de funcionamiento del receptor relativas a la recepcin procedente de un satlite en particular (es decir, la distribucin acumulativa de la proporcin de bits errneos (BER) son las mismas que las estadsticas de recepcin procedente

19、 de diversos satlites similares. El tiempo total de recepcin incluye los periodos de tiempo asociados a la adquisicin inicial de la seal (es decir, antes y durante la ascensin local del satlite), a la sincronizacin del receptor a los datos y a la recepcin sincronizada de datos. Por lo tanto, como el

20、 tiempo necesario para la adquisicin inicial de la seal y la sincronizacin puede ser de varias decenas de segundos dentro del tiempo total de los periodos de visibilidad del satlite, que por trmino medio duran 9 min. Sin embargo, los anlisis de la calidad de funcionamiento a corto plazo que presenta

21、 el Anexo 1 (es decir, la calidad de funcionamiento rebasada durante todo el tiempo, salvo un pequeo porcentaje de tiempo p, p 1%) suponen que el satlite tiene el ngulo de elevacin mnimo correspondiente al objetivo de calidad de funcionamiento aplicable. Con esto se obtiene la calidad de funcionamie

22、nto BER rebasada durante todo el tiempo salvo el p% del mismo, puesto que Eb/N0y BER estn relacionadas de forma montona con el ngulo de elevacin. NOTA 4 El ngulo de elevacin rebasado durante todo el tiempo salvo el 20% durante la recepcin, se aproxima adecuadamente mediante el ngulo rebasado durante

23、 todo el tiempo salvo el 20% en que el satlite es visible por encima del ngulo de elevacin mnimo especificado en el objetivo de calidad de funcionamiento. Se hace esta aproximacin en los anlisis de calidad de funcionamiento que figuran en el Anexo 1 porque el error de tiempo acumulativo subyacente n

24、o puede rebasar el 1% (es decir, el p% del tiempo) y el error total asociado a la ganancia de antena del satlite, a las prdidas en el espacio libre, a las prdidas en el trayecto por exceso y a los valores de los parmetros de la estacin terrena, es despreciable. Con el ngulo de elevacin resultante re

25、basado durante todo el tiempo salvo el 20% del tiempo de recepcin se obtiene la calidad de funcionamiento BER rebasada durante todo el tiempo salvo el 20%, porque Eb /N0y BER estn relacionadas de forma montona con el ngulo de elevacin. NOTA 5 En el prximo futuro se dispondr de interrogacin de plataf

26、ormas de recogida de datos desde satlites no OSG. Rec. UIT-R SA.1163-2 3 2 Servicio de meteorologa por satlite en la banda 401-403 MHz para enlace ascendente 2.1 Criterios de interferencia para el sistema ARGOS El enlace ascendente del sistema de recogida de datos (DCS) de ARGOS (vase la Fig. 2) tra

27、nsmite seales con modulacin por desplazamiento de fase (MDP), codificacin Manchester y divisin de fase mediante satlites en rbita terrestre baja y funciona con una velocidad de transmisin de datos de 400 bit/s. La plataforma de recogida de datos (PRD) utiliza normalmente una antena de baja ganancia

28、(un mximo de 5 dBi para un ngulo de elevacin de 20 ) y puede ser una plataforma fija o mvil. El procesador del satlite DCS regenera los datos DCS del enlace ascendente, multiplexa los datos con otros datos de telemedida, y transmite los datos digitales a tierra en la banda 137-138 MHz. Debido a la r

29、egeneracin de los datos DCS en el satlite, la calidad del enlace descendente puede ser separada de la calidad del enlace ascendente al derivar los criterios de interferencia. La Fig. 1 proporciona las estadsticas de la potencia DCS del enlace ascendente de ARGOS medida en el receptor del satlite. El

30、 Cuadro 2 proporciona las bases para desarrollar los criterios de interferencia de ARGOS. 1163-011009080706050403020100167 165 160 155 150 145 140 138FIGURA 1Enlace ascendente del DCS de ARGOS (mediciones)Tiempo(%)Potencia de la seal recibida (dBW)FIGURE 1/SA.1163-2.D01 = 3 CM 4 Rec. UIT-R SA.1163-2

31、 CUADRO 2 Calidad de funcionamiento del sistema utilizada como base para los criterios de interferencia del DCS cuando se utilizan satlites de rbita terrestre baja 2.2 Interferencia a los enlaces del canal de recepcin de PRD de GOES Las PRD en el DCS de GOES transmiten seales MDP-2 con codificacin M

32、anchester (informes PRD) en la banda 401-403 MHz al satlite GOES a una velocidad de datos de 100 bit/s. El satlite retransmite estos informes PRD a la estacin de TAD en la banda 1 670-1 690 MHz. El transpondedor del satlite, que tiene una disposicin de canales adecuada para acomodar varios centenare

33、s de transmisiones informes PRD simultneas, tiene un control automtico de ganancia (CAG) que mantiene constante la p.i.r.e. de informes PRD con independencia de la potencia de entrada del transpondedor. Como los datos de informes PRD no son regenerados en el satlite, las seales de informes PRD deben

34、 compartir esta potencia fija del enlace descendente con seales interferentes que entran al transpondedor del satlite en la banda de 401-403 MHz. Adems, las seales interferentes transmitidas directamente a la estacin TAD en la banda 1 670-1 690 MHz afectarn an ms la calidad de funcionamiento de info

35、rmes PRD. Parmetro Valor Notas Potencia recibida del enlace ascendente (0,1%) a corto plazo 167 dBW De la Fig. 1 Potencia recibida del enlace ascendente (20%) a largo plazo 161 dBW De la Fig. 1 Temperatura de ruido del enlace ascendente 600 K C/N0del enlace ascendente a corto plazo 33,8 dB/Hz C/N0de

36、l enlace ascendente a largo plazo 39,8 dB/Hz Velocidad de datos 400 bit/s C/N0requerida del enlace ascendente 38,8 dB/Hz BER = 1 105Prdida de instalacin = 2 dB Prdida de modulacin = 1,0 dB Margen del enlace ascendente a corto plazo 5,0 dB Margen del enlace ascendente a largo plazo 1,0 dB Criterio de

37、 interferencia del enlace ascendente a largo plazo 178,8 dB(W/1,6 kHz) q = 1/3, Mmn= 1,2 dB Criterio de interferencia del enlace ascendente a corto plazo 174,7 dB(W/1,6 kHz) q = 1, Mmn= 1,0 dB p.i.r.e. del enlace descendente 17,5 dBW Prdida del enlace descendente 145,8 dB G/T del enlace descendente

38、5,6 dB(K1) C/N0del enlace descendente 59,7 dB/Hz Velocidad de datos 8,32 kbit/s C/N0requerida del enlace descendente 53,4 dB/Hz BER = 1 106Prdida de instalacin = 3 dB Prdida de modulacin = 0,7 Margen del enlace descendente 6,3 dB Densidad de potencia de ruido 195,4 dB(W/Hz) Criterio de interferencia

39、 del enlace descendente a largo plazo 158,3 dB(W/8,32 kHz) q = 1/3 Criterio de interferencia del enlace descendente a corto plazo 151,1 dB(W/8,32 kHz) q = 1 Rec. UIT-R SA.1163-2 5 La potencia de seal recibida en la estacin de TAD de PRD a travs del satlite GOES es: 21211/ LLGGGECS= donde: E1: p.i.r.

40、e. de la PRD G1: ganancia de la antena receptora del satlite G2: ganancia de la antena receptora de la estacin TAD L1y L2: prdidas de los enlaces ascendente y descendente GS : ganancia del satlite (excluida la antena receptora del satlite). La densidad de potencia de ruido y la densidad de potencia

41、de interferencia en la entrada al receptor de la estacin TAD son, respectivamente: +=22210TLGGTkNS0222010ILGGIIS+= donde: T1y T2: temperaturas de ruido del sistema del satlite y de la estacin I01y I02: densidades de potencia de interferencia transmitidas al satlite y a la estacin TAD k : constante d

42、e Boltzmann. La Fig. 2 ilustra estos parmetros. 1163-02Interferencia, I1Interferencia, I2Prdida, L1Prdida, L2p.i.r.e., E1p.i.r.e., E2(G/T)1(G/T)2Ganancia, GSFIGURA 2Parmetros del enlace IPRD de GOESGOESTADPRDFIGURE 2/SA.1163-2.D02 = 3 CM 6 Rec. UIT-R SA.1163-2 A partir de estas ecuaciones se puede d

43、eterminar la relacin portadora/ruido ms la densidad de interferencia a la entrada del receptor de la estacin: +=+202212101111001)/(1/)/(TkITGGTLTkILkTGEINCSComo la p.i.r.e., E2, del satlite es mantenida constante por el CAG, GS vara en funcin de la potencia de entrada del transpondedor, como sigue:

44、BIBTkLGPEGS011112+= donde el denominador es la potencia de entrada del transpondedor. P es la suma de las p.i.r.e. de la PRD que acceden al transpondedor del satlite, y B es la anchura de banda del transpondedor. Para no tener que considerar una variedad de posibles posiciones de PRD, se supone que

45、G1/L1es igual para todos los enlaces de informes PRD. Se supondr que la asignacin de interferencia en el receptor de la estacin es tal que una fraccin de p es recibida a travs del satlite y una fraccin de 1 p es transmitida directamente a la estacin TAD. Entonces: 2201021LGGIppIS-= De acuerdo con la

46、 Recomendacin UIT-R SA.1022, la relacin portadora/ruido ms la densidad de interferencia se puede expresar como: 000NCMINC q-=+donde M es el margen libre de interferencia, y q es la fraccin del margen libre de interferencia que puede ser consumida por la interferencia. Segn las ecuaciones anteriores:

47、 ()()()+=BkTGLPTGELLkTGENC112221110/1/es la relacin de densidad portadora/ruido libre de interferencia, y: +=BkLTGPTGELTGEBkLpTkIMq11222222101)/()/(1)/(11 es el factor por el cual la interferencia degrada C/N0. Por tanto, la densidad de interferencia admisible a la entrada del receptor del satlite e

48、s I01= k T1 Q1, donde: 222112221)/(1)/()/(1)1(TGEBkLpBkLTGPTGELMQq+-= para M MmnRec. UIT-R SA.1163-2 7 donde Mmnes el margen ms pequeo libre de interferencia para el cual slo una fraccin q del margen es consumida por la interferencia. Correspondientemente, la densidad de interferencia admisible transmitida directamente al receptor de la estacin TAD en la banda 1 690-1 700 MHz es I02= k T2Q2, donde: )1()/(/)/(111122212QBkLTGPLTGEQppQ+= para M MmnLas PRD asignadas a un canal IPRD dado comparten en el tiempo ese canal, cuya anchura de banda es 1,5 kHz. L