Satelites-ejemplo-Hispasat

EJEMPLO DE CALCULO DE UN ENLACE PARA INTERCAMBIO DE PROGRAMAS DE
TV ENTRE CENTROS DE PRODUCCIÓN A TRAVÉS DEL SATÉLITE HISPASAT.
DATOS
Acceso multiple:
2 portadoras por transpondedor
Velocidad binaria por portadora: RbS
Modulación:
Frecuencias del enlace ascendente:
Frecuencias del enlace descendente:
Atenuación adicional (desapuntamiento, etc.)
Atenuación por gases del enlace ascendente:
Atenuación por gases del enlace descendente:
Atenuación por lluvia (0,01%) del enlace ascendente:
Atenuación por lluvia (0,01%) del enlace descendente:
Interferencias de otros sistemas
Satélite:
Localización (Longitud)
Anchura de banda útil del transpondedor:
Relación G/T mínima (borde de cobertura):
Densidad de potencia para saturar el transpondedor
PIRE saturación (borde de cobertura):
Estaciones terrenas:
A: Madrid
Longitud:
Latitud:
Ventaja geográfica en el haz de bajada:
B: Borde de cobertura
Longitud:
Latitud:
Diámetro de las antenas:
Eficiencia de las antenas:
Potencia del transmisor
Reducción de ganancia la salida del transmisor:
Pérdidas de acoplo entre el Transmisor y la antena:
Pérdidas de acoplo entre el alimentador y el receptor:
Temperatura de ruido de la antena:
Temperatura de ruido del LNA:
AMDF
multiplex de p. TV digitalizados MPEG 2
60
Mbits/s
QPSK
(Banda: 14 GHz)
(Banda: 11 GHz)
0,5
dB
0,3
dB
0,2
dB
6,0
dB
4,0
dB
30º
72
6,5
-95
50,5
O
MHz
dB/K
dBW/m2
dBW
3,68º O
40,40 N
2,5
dB
4,40º
45,43
2,8
65
600
4
1,7
0,3
34
160
E
N
m
%
W
dB
dB
dB
K
K
Calcular el acimut y la elevación de las antenas de las Est. Terrenas para el apuntamiento al Hispasat y
la distancia desde cada una de ellas al satélite
Calcular las ganancias de las antenas, la PIRE y el factor de mérito G/T de las estaciones terrenas,
Calcular la atenuación en los enlaces ascendentes y descendentes y la densidad de potencia a la
entrada del satélite cuando se transmite de A hacia B. Determinar si es necesario aplicar un (IBO)
back-off de entrada. Si es así, el (OBO) back-off de salida se puede obtener por OBO = (4·IBO)0.5
Calcular los balances de los enlaces ascendente, descendente y el balance total. Determinar el margen
para una BER de 10-6 (Eb/N0 = 10,5 dB). Calcular el porcentaje anual de tiempo en que se supera
dicha margen considerando que sólo llueve en el enlace ascendente.
A continuación se muestran los datos y resultados (tanto intermedios como finales) para este
ejercicio, así como gráficas e información adicional. Estos resultados han sido obtenidos
mediante una hoja de cálculo por lo que aparecen en el formato de tabla de la misma.
DATOS
Datos generales
Acceso múltiple
Velocidad binaria Rb (Mbits/s)
Modulación
Nº de estados de modulación
Factor de forma α
Ancho de Banda
Datos satélite
AMDF
60
QPSK
4
0,2
36,00
Posición satélite
Longitud º + (O)
Latitud º + (N)
Ancho de banda del transp. MHz
G/T mínima dB/K
PIRE mínima dBW
30
0
72
6,5
46,5
Datos Estaciones terrenas
Estación Tx
Posición Estación Tx
Longitud º + (O)
Latitud º + (N)
Altitud
m
Temperatura tierra (K)
Temperatura atmósférica (K)
Presión atmósférica (Hpa)
Densidad vapor de agua (g/m3)
Zona hidrometerorológica
Intensidad de lluvia
frecuencia E. Ascendente (GHz)
Longitud de onda (m)
Polarización (H, V, C)
Potencia del transmisor W
Reducción de ganancia salida Tx IB
IBO (dB)
Pérdidas de acoplo en Tx dB
Diámetro de la antena m
Factor de eficiencia de la ant. %
Ancho del Haz a 3 dB (º)
Ganancia de la antena TX
PIRE (dBW)
Pérdidas desapuntamiento (dB)
PIRE nominal (dBW)
C/I (interferencia ascendente (dB)
3,68
40,4
600
288
200
1013
7,5
H
32
14
0,0214
H
600
4
4
1,7
2,8
65,0
0,54
50,40
68,48
0,5
68,48
Estación Rx
Posición Estación Rx
Longitud º + (O)
Latitud º + (N)
Altitud
m
Temperatura tierra (K)
Temperatura atmósférica (K)
Presión atmósférica (Hpa)
Densidad vapor de agua (g/m3)
Zona hidrometerorológica
Intensidad de lluvia
frecuencia E. Descendente (GHz)
Longitud de onda (m)
Polarización (H, V, C)
Temperat. Ruido de la antena (K)
Pérdidas de acoplo en Rx dB
Temperat. Ruido del LNA (K)
Diámetro de la antena m
Factor de eficiencia de la ant. %
Ancho del Haz a 3 dB (º)
Ganancia de la antena
Temperatura de ruido del Rx (K)
G/T dB/K
Pérdidas desapuntamiento (dB)
G/T nominal mínima dB/K
C/I (interferencia descendente (dB)
Resultados intermedios
-4,4
45,43
0
288
200
1013
7,5
H
32
11
0,0273
H
34
0,3
160
2,8
65,0
0,68
48,30
211,09
25,06
0,5
25,06
T antena (K)
Pérdidas guias dB
T. Ruido del LNA (K)
Diámetro de la antena m
Eficiencia de la ant. %
Ancho Haz 3 dB (º)
Ganancia de la antena
T. de ruido del Rx (K)
G/T dB/K
G/T(borde cobertura) dB/K
30
4
1,63
1
65,0
1,91
39,36
48,50
46,5
Límite a los lóbulos laterales de las antenas
Ganancia relativa
29,0
Lobulos laterales
21,5
17,1
30,0
13,9
20,0
11,5
4,0
10,0
-3,5
0,0
-7,9
-11,1
-10,0
-13,5
-20,0
-15,5
-19,9
-30,0
1
2
3
4
5
10 20 30 40 50 60
-23,0
Ángulo respecto al eje
-25,4
-27,4
dB
Ángulo
1
2
3
4
5
10
20
30
40
50
60
90
120
150
180
Datos intermedios del satélite
290
P del HPA sat (W)
1,5
OBO (dB)
1000
Pérdidas guias
1
Diámetro de la antena m
65,0
Eficiencia de la ant. %
1,50
Ancho Haz 3 dB (º)
41,45
Ganancia de la antena TX
1290,00
PIRE (dBW)
10,35
C/IMo intermodulación (dB/Hz)
6,50
PIRE (borde cobertura) (dBW)
90 120 150 180
QPSK
Modulación
BER (real)
1,6E-01
1,3E-01
1,0E-01
7,9E-02
5,6E-02
3,8E-02
2,3E-02
1,3E-02
6,0E-03
2,4E-03
7,7E-04
1,9E-04
3,4E-05
3,9E-06
2,6E-07
9,0E-09
1,3E-10
6,9E-13
0,0E+00
0,0E+00
0,0E+00
BER (teórica)
BER aprx (exp)
BER (real)
1E+00
1E-01
1E-02
1E-03
1E-04
1E-05
BER
QPSK
Modulación
Eb/N0 BER (teórica) BER aprx (exp)
0
7,9E-02
1,0E-01
1
5,6E-02
7,1E-02
2
3,8E-02
4,6E-02
3
2,3E-02
2,7E-02
4
1,3E-02
1,4E-02
5
6,0E-03
6,7E-03
6
2,4E-03
2,6E-03
7
7,7E-04
8,4E-04
8
1,9E-04
2,0E-04
9
3,4E-05
3,6E-05
10
3,9E-06
4,0E-06
11
2,6E-07
2,7E-07
12
9,0E-09
9,3E-09
13
1,3E-10
1,4E-10
14
6,9E-13
6,9E-13
15
0,0E+00
9,3E-16
16
0,0E+00
2,3E-19
17
0,0E+00
6,8E-24
18
0,0E+00
1,4E-29
19
0,0E+00
1,0E-36
20
0,0E+00
1,0E-45
1E-06
1E-07
1E-08
1E-09
1E-10
1E-11
1E-12
0
2
4
6
8
10
12
Relaciones mínimas de funcionamiento
Objetivos UIT-R
% mensual
0,2
0,3
2
10
Objetivo BER
1E-03
1E-04
1E-06
1E-07
Eb/No (teórica)
6,8
8,4
10,6
11,3
Márgen del modem (dB)
3
3
3
3
Ganancia Código FEC (dB)
0
0
0
0
Eb/No (real)
9,8
11,4
13,6
14,3
C/No
87,6
89,2
91,3
92,1
C/N
12,0
13,6
15,8
16,5
14
16
18
20
Eb/N0 (dB)
Intensidad de lluvia, R(mm/h), 0,01 anual.
Isopletas
R(mm/h)
A
8
B
12
C
15
D
19
E
22
F
28
G
30
H
32
J
35
K
42
L
60
M
63
N
95
P
145
Q
115
Zonas hidrometereológicas
ATENUACIÓN POR HIDROMETEOROS
Coeficientes de atenuación por hidrometeoros.
Frec. GHz
Kh
Kv
Kc
αh
αv
1
0,0000387
0,0000352
0,00003695
0,912
0,88
2
0,000154
0,000138
0,000146
0,963
0,923
4
0,00065
0,000591
0,0006205
1,121
1,075
6
0,00175
0,00155
0,00165
1,308
1,265
7
0,00301
0,00265
0,00283
1,332
1,312
8
0,00454
0,00395
0,004245
1,327
1,31
10
0,0101
0,00887
0,009485
1,276
1,264
12
0,0188
0,0168
0,0178
1,217
1,2
15
0,0367
0,0335
0,0351
1,154
1,128
20
0,0751
0,0691
0,0721
1,099
1,065
25
0,124
0,113
0,1185
1,061
1,03
30
0,187
0,167
0,177
1,021
1
35
0,263
0,233
0,248
0,979
0,963
40
0,35
0,31
0,33
0,939
0,929
45
0,442
0,393
0,4175
0,903
0,897
50
0,536
0,479
0,5075
0,873
0,868
Densidad anual del vapor de agua en la superficie terrestre (g/m3)
Longitud (grados)
αc
0,897
0,944
1,099
1,288
1,323
1,319
1,270
1,209
1,142
1,083
1,046
1,011
0,971
0,934
0,900
0,871
BALANCE DEL ENLACE
Apuntamiento y distancia al satélite
Estación Tx
cos γ
Distancia (Km)
Elevación (º)
s
α
Azimut
(º N)
0,68
38090
36,02
0,99
37,35
217,35
Estación Rx
cos γ
Distancia (Km)
Elevación (º)
s
α
Azimut
(º N)
0,58
38814
27,69
1,17
43,87
223,87
Atenuaciones
Enlace Ascendente
Espacio libre (dB)
γ Ox. (dB/Km)
γ H2O.(dB/Km)
h Ox (km)
h H2O (km)
A. gases (dB)
A despolarización (dB)
A desapuntamiento (dB)
A.Total (dB)
206,99
0,008
0,014
6
1,87
0,12
0,00
0,50
207,61
Enlace Descendente
Espacio libre (dB)
205,06
0,008
γ Ox. (dB/Km)
0,007
γ H2O.(dB/Km)
h Ox (km)
6
h H2O (km)
1,84
A. gases (dB)
0,13
A. despolarización (dB)
0,00
A desapuntamiento (dB)
0,50
A.Total (dB)
205,68
Relaciónes Portadora a Ruido
Enlace Ascendente
Densidad P (W/m2)
C/No C. Claro (dB Hz)
C/N C. Claro (dB)
-94,75
95,97
20,41
Enlace Descendente
Densidad P (W/m2)
-116,90
C/No C. Claro (dB Hz)
94,48
C/N C. Claro (dB)
18,91
Sin interferencias ni intermodulación
C/No total (dB Hz)
C/N total (dB)
92,15
16,59
Desvanecimientos
Desvanecimiento E. Asc.
h lluvia (Km)
3,70
Ls oblicuo (Km)
5,26
Lg proy (Km)
4,26
r0,01% reduc.
0,84
k
0,0188
1,217
α
1,28
γ R (dB/Km)
5,61
Α(0,01%)
Desvanecimiento E. Asc.
h lluvia (Km)
3,32
Ls oblicuo (Km)
7,14
Lg proy (Km)
6,32
r0,01% reduc.
0,77
k
0,0101
1,276
α
0,84
γ R (dB/Km)
4,65
Α(0,01%)