La tabla, muestra los parámetros del sistema para tres sistemas de comunicación satelital topicos. El sistema y sus parámetros no son necesariamente para un sistema existente o futuro; solamente son ejemplos hipotéticos. Los parámetros del sisitema se usan para construir un presupuesto de enlace. Un calculo de elnlace identifica los parámetros del sistema y se usa para determinar las relaciones C/N y E_b/ N_o en los receptores satelitales y estaciones terrenas para un esquema de modulación especifico y P(e) deseado.

Tabla 1 Parametros del sistema para tres sistemas satelitales hipotéticos

Sist. A

Sist. B

Sist. C

Subida

Potencia de salida del transmisor (saturacion,dBW)

Pérdida de respaldo de la estacion terrena (dB)

Pérdida de remificacion y alimentador de la estacion terrena

Atmosferica adicional (dB)

Ganancia de la antena de la estacion terrena (dB)

Pérdida de trayectoria de espacio libre (dB)

Ganancia de la antena receptora del satelite (dB)

Pérdida de ramificación alimetador del satelite (dB)

Temperatura de ruido equivalente del satelite (K)

Satelite G/T_e (dBK^-1)

Bajada

Potencia de salida del transmisor (saturación, dBW)

Pérdida de respaldo del satelite (dB)

Pérdida de la ramificación y alimentador del satelite (dB)

Pérdida atmosferica adicional (dB)

Ganancia de la antena del satelite (dB)

Pérdida de trayectoria de espacio libre (dB)

Ganancia de la antena receptora de la estacion terrena

Pérdida de remificacion y alimentador de la estacion terrena

Temperatura de ruido equivalente de la estacion terrena (K)

Estacion terrena G/T_e (dBK^-1)

0.6

200

1000

-10

0.5

0.8

197

250

0.4

208

800

0.2

1.4

206

1000

0.6

206.5

23.7

800

-5.3

0.1

0.5

0.4

30.8

205.6

270

37.7

Sistema A.- 6/4 GHz, modulación QPSK de cobertura terrestre, 60 Mbps

Sistema B.- 14/12 GHz, modulación 8-PSK de cobertura terrestre, 90 Mbps

Sistema C.- 14/12 GHz, modulación 8-PSK de cobertura terrestre, 120 Mbps

Ejemplo

Complete el calculo de enlace para un sistema satelital con los siguientes parámetros:

Subida

1. Potencia de salida del transmisor de la 33 dBW

estación terrena en saturación, 2000dBW

2. Pérdida de respaldo de la estación terrena (dB) 3 dB

3. Pérdida de remificacion y alimentador 4 dB

de la estacion terrena

4. Ganancia de la antena transmisora 64 dB

de la estacion terrena (de la fig. a) 15 m a 14 GHz)

5. Pérdida atmosferica de subida adicional 0.6 dB

6. Pérdida de trayectoria de espacio libre 206.5 dB

(de la fig b) , a 14 GHz)

7. Relacion G/T_e del receptor satelital. -5.3 dBK^-1

8. Pérdida de ramificación y alimetador 0 dB

satelital

9. Tasa de bits 120 Mbps

10. Esquema de modulacion 8-PSK

Bajada

1. Potencia de salida del transmisor del satelite 10 dBW

en saturación, 10 W

2. Pérdida de respaldo del satelite 0.1 dB

3. Pérdida de la ramificación y alimentador 0.5 dB

del satelite

4. Ganancia de la antena transmisora 30.8 dB

del satelite (de la fig. a), 0.37 m a 12 GHz)

5. Pérdida atmosferica de bajada adicional 0.4 dB

6. Pérdida de trayectoria de espacio libre 205.6 dB

(de la fig. b), a 12 GHz)

7. Ganancia de la antena receptora 62 dB

de la estacion terrena (15 m , 12 GHz)

8. Pérdida de remificacion y alimentador 0 dB

de la estacion terrena

9. Temperatura de ruido equivalente 270 K

de la estacion terrena

10. Relacion G/T_e de la estacion terrena. 37.7 dBK^-1

11. Tasa de bits 120 Mbps

12. Esquema de modulacion 8-PSK

Solucion: calculo de subida: expresado coomo logaritmo,

EIRP (estacion terrena) = P_t + A_t – L_bo L_bf

= 33 dBW + 64dB – 3dB – 4dB = 90 dBW

dencidad de potencia de la portadora en la antena del satelite:

C’ = EIRP (estación terrena) - L_p- L_u

= 90 dBW - 206.5 dB - 0.6 dB = - 117.1 dBW

C/N_O en el satélite:

C/N_O = C/ Kte = C/ Te x 1 / K en donde C/ Te = C’ x G/ Te

C/N_O = C’ x G/ Te x 1 / K

Expresado como logaritmo:

C/N_O (dB) = C’ (dBW) + G/ Te (dBK^-1) - 10 log (1.38 x 10 ^–23)

C/N_O = - 117.1 dBW + (-5.3 dBK^-1) - (- 228.6 dBK) = 106.2 dB

Por lo tanto

E_b / N_O(dB) = (C/f_b)/N_O (dB) = C/N_O (dB) - 10 log f_b

E_b / N_O = 106.2 dB – 10 (log 120 x 10⁶) = 25.4 dB

y para un sistema de ancho de banda minimo,

C/N = E_b / N_O – B / f_b = 25.4 - 10 log (40 x 10 ⁶ ) / (120 x 10⁶) = 30.2 dB

Cálculo de bajada: expresado como logaritmo,

EIRP (transponder del satélite) = P_t + A_t – L_bo - L_bf

= 10 dBW + 30.8 dB - 0.l dB - 0.5 dB

= 40.2 dBW

Densidad de potencia de portadora en la antena de la estación terrena

C’ = EIRP (dBW) - L_P (dB) - L_d (dB)

= 40.2 dBW - 205.6 dB - 0.4 dB = - 165.8 dBW

C/N_O en el receptor de la estación terrena:

C/N_O = C/ KTe = C/ Te x 1 / K en donde C/ Te = C’ x G/ Te

Por lo tanto

C/N_O = C’ x G/ Te x 1 / K

Expresado como logaritmo:

C/N_O (dB) = C’ (dBW) + G/ Te (dBK^-1) - 10 log (1.38 x 10 ^–23)

C/N_O = - 165.8 dBW + (37.7dBK^-1) - (- 228.6 dBK) = 100.5 dB

Un método alternativo de solución para C/N_O es

C/N_O (dB) = C’ (dBW) + A_r (dB) - Te (dBK^-1) - K ( dBK)

= - 165.8 dBW + 62 dB - 10 log 270 - (- 228.6 dBK)

= - 165.8 dBW + 62 dB - 24.3 dBK^-1 + 228.6 dBK = 100.5 dB

E_b / N_O(dB) = C/ N_O (dB) - 10 log f_b

= 100.5 dB - 10 log (120 x 10⁶)

= 100.5 dB - 80.8 dB = 19.7 dB

y para un sistema de ancho de banda mínimo,

C/N = E_b / N_O – B / f_b = 19.7 - 10 log (40 x 10 ⁶ ) / (120 x 10⁶) = 24.5 dB

Con un análisis cuidadoso y un poco de álgebra, puede mostrarse que la relación de densidad de energía total de bit a ruido (E_b/N_O) que incluye los efectos combinados de la relación de subida (E_b/N_O)_u y la relación de bajada (E_b/N_O)_d es un producto estándar sobre la relación de suma y se expresa matemáticamente como

E_b / N_O(total) = (E_b/N_O)_u(E_b/N_O)_d/ (E_b/N_O)_u+(E_b/N_O)_d

en donde todas las relaciones (E_b/N_O) están en valores absolutos. Para el ejemplo, la relación (E_b/N_O) total es

E_b / N_O(total) = (346.7)( 93.3) / 346.7 + 93.3 = 73.5

= 10 log 73.5 = 18.7 dB

Como con todas las relaciones de producto sobre suma, domina el más pequeflo de los dos números. Si un número es sustancialmente menor que otro, el resultado total es aproximadamente igual al menor de los dos números.

Los parámetros del sistema usados para el ejemplo, se tomaron del sistema C en la tabla. Un cálculo del enlace completo para el sistema, se muestra en la tabla

TABLA CÁLCULO DE ENLACE PARA EL EJEMPLO

Subida

1.- Potencia de salida del transmisor de la estación terrena 33 dBW

en saturación, 2000 W

2. Pérdida de respaldo de la estación terren 3 dB

3. Pérdidas de ramificaciones y alimentadores 4 dB

de la estación terrena

4. Ganancia de la antena transmisora de la estación terrena 64 dB

5 EIRP de la estación terrena 90 dBW

6. Pérdidas atmosféricas de subida adicionale 0.6 dB

7. Pérdida de trayectoria de espacio libre 206.5 dB

8. Densidad de la potencia de la portadora en el satélite -117.1 dBW

9. Pérdidas de ramificación y alimentador del satélite O dB

10.Relación G/T_e del satélite -5.3 dBK^-1

II. Relación C/T_e del satélite -122.4 dBK^-1

12.Relación C/N_O del satélite 106.2 dB

13.Relación C/N del satélite 30.2 dB

14.Relación Eh/NI del satélite 25.4 dB

15.Tasa de bits 120 Mbps

16.Esquema de modulación 8-PSK

Bajada

1. Potencia de salida del transmisor del satélite en saturación, 10 dBW

10W

2. Pérdida de respaldo del satélite 0.1 dB

3. Pérdidas de ramificación y alimentador del satélite 0.5 dB

4. Ganancia de la antena transmisora del satélite 30.8 dB

5. EIRP del satélite 40.2 dBW

6. Pérdidas atmosféricas de bajada adicionales 0.4 dB

7. Pérdida de trayectoria de espacio libre 205.6 dB

8. Ganancia de la antena receptora de la estación terrena 62 dB

9. Temperatura de ruido equivalente de la estación terrena 270 K

10.Pérdidas de ramificación y alimentador de la estación terrena 0 dB

11.Relación Gil’, de la estación terrena 37.7 dBK^-1

12.Densidad de potencia de la portadora en la estación terrena -165.8 dBW

13.Relación C¡J’~ de la estación terrena -128.1 dBWK^-1

14.Relación C/NI de la estación terrena 100.5 dB

15.Relación CIN de la estación terrena 24.5 dB

16.Relación Eh/NO de la estación terrena 19.7 dB

17.Tasa de bits 120 Mbps

18.Esquema de modulación 8-PSK