Comunicaciones móviles por satélite

/1 R1 / Rafael Rodriguez Sistemas de Comunicaciones Móviles

FACULTAD DE INGENIERIA U.C.V.Escuela de Ingeniería Eléctrica

Comunicaciones móviles por satélite



Servicios Radiocomunicaciones Móviles

Fijo Móvil Televisión Radiodifusión Sonora Radionavegación Exploración Terrestre Meteorológico Aficionados Estandar de frecuencia y señal horaria Radiodetección y Radiolocalización Investigación espacial Radioastronomía Enlaces entre satélites



Servicios Satelitales Fijos, Móviles y de Difusión

Redes Fijas (Públicos o Privados)– Televisión, Voz, Datos

Radiodifusión– Audio, Video, Datos

Servicios Móviles– Terrestres, Marítimos, Aeronáuticos

Servicios de Comunicaciones Personales (PCS)– Correo Electrónico, Terminales Portátiles, Busca Personas,

Puntos de Venta, Intercambio de Datos



Características de un Sistema Satelital

Costo independiente de la distancia Amplia zona de cobertura Atenuación de espacio libre elevada Posibilidad de interferencia Valores bajos de desvanecimiento Capacidad de acceso multiple Alta capacidad de tráfico Gran confiabilidad Facil instalación y puesta en servicio Alto costo inicial Valor alto de retardo en el tiempo



Generalidades

Arthur C. Clarke. En 1945 publico la teoría de repetidores extraterrestres.

– Tres satélites ubicados en el espacio en forma equidistante sobre el Ecuador proveerian comunicaciones globales.

– Orbita síncrona, período orbital de 24 horas y frecuencias superiores a los 3 GHz.

Decadas 1960-1970, servicios analógicos– Comunicaciones satelitales Internacionales

Final de los años 70, introducción de los servicios digitales– Comunicaciones satelitales Internacionales y domésticas

En los años 80– Comunicaciones satelitales Internacionales, domésticas y móviles



Generalidades

Satélites Pasivos– Limitaciones en el tamaño de la carga – Poca confiabilidad en la naciente electrónica espacial

Luna (1954), comunicaciones de baja velocidad entre Washington y Hawaii

Proyecto Echo (1960), repetidor pasivo experimental de mediana altura

– Diámetro: 30 mts– Orbita: circular - 1600 Kmts– Frecuencias: 1 GHz y 1.5 GHz



Generalidades

Satélites Activos: SPUTNIK (URSS), 4 de octubre 1957, telemetría EXPLORER I (EEUU), enero 1958, telemetría SCORE, diciembre 1958, voz y telemetría TELSTAR I, julio 1962, Bell system

– Repetidor activo en tiempo real– Orbita elíptica de mediana altura

SYNCOM II, julio 1963, – Primer satélite de orbita síncrona– Frecuencia de 7/1.8 GHz, 300 TF/TV

INTELSAT I (Early bird), abril 1965 MOLNIYA-1, abril 1965

– Primer satélite de orbita síncrona elíptica



Generalidades

Orbitas de mediana altura (elíptica o circular) - (NGSO)– Menores costos de lanzamiento– Mayor carga útil– Menor tiempo de propagación (GSO<270 ms, NGSO<100ms)– Multiple carga en un solo lanzamiento– Menores pérdidas de propagación en el espacio – Low Earth Orbit (LEO) 2.000 Km Altitud– Medium Earth Orbit (MEO) 20.000 Km Altitud – High Earth Orbit (HEO) 40.000 Km Altitud

Orbitas de altura geosíncrona (GSO)– Un solo satélite– Estación terrena más simple– Amplia cobertura



IRIDIUM (Satelites - Arreglo de antenas)

Antenas:– 86 cm ancho– 186 cm alto– 4 cm grosor– 106 elementos radiantes– 16 haces por antena– 48 haces por cobertura

48 celdas x 66 satelites = 3.168 celdas

Solo se activaran 2.150 celdas (sobrelapamiento en los polos)

Diamentro de la celda 600 Km Cobertura total de la huella de

todos los satelites es 4.700 Km



IRIDIUM (Constelación de órbita polar)

Iridium es un Conglomerado de varias compañias entre ellas: Motorola, Sprint, Veba AG (Alemania), DDI Corporation (Japon), PT Barkie Communication (Indonesia)

Iridium System 5.000 MUSD 66 Satelites (originalmente 77) 6 Orbitas circulares polares planas,

i = 86.4° (originalmente 90°) 11 satelites por plano Radio de la tierra (6.378 Km) Altitud de la orbita (780 Km) Periodo de la orbita (~ 100min)



IRIDIUM (Cobertura)

El sistema IRIDIUM usa tres arreglos de antenas de los cuales cada uno produce 16 sombras de cobertura (spot beams) celular, por lo tanto habran 48 huellas dentro de una area de cobretura.

La velocidad de un conjunto de celdas dentro de un area de cobertura 7.5 Km/s (27.000 Km/h)

La velocidad promedio de un movil 80 Km/h, condición estacionario

El handoff de una celda a otra debe ser muy rapido, la celda a transferir es conocida previamente por el operador de satelite



IRIDIUM (Cobertura)



GLOBALSTAR

Sitema de orbita de baja altura (LEO) La órbita tiene una inclinación de 52° 48 Satelites 8 Orbitas circulares inclinadas

planas, i = 52° 6 satélites por plano Altitud de la orbita (1414 Km) Periodo de la orbita (~ 113min)



GLOBALSTAR



TRW Odyssey



TRW Odyssey

Sitema de orbita de baja altura (MEO)

La órbita tiene una inclinación de 55°

12 Satelites 3 Orbitas circulares inclinadas

planas, i = 52° 4 satélites por plano Altitud de la orbita (10.370 Km) Periodo de la orbita (~ 360min)



ICO (Intermediate Circular Orbit) Global Communication

Septiembre 1994 10 Satélites i = 10° Radio de la tierra (6.378 Km) Altitud de la órbita (10355 Km) Período de la órbita (aprox.

100 min) Servicio telefónico y de datos



Bandas de frecuencia

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