Módulo 6 - Acceso al Satélite

POSTGRADO A DISTANCIA : COMUNICACIONES INALÁMBRICAS

INICTEL MÓDULO 6: ACCESO AL SATÉLITE

OBJETIVOS DEL MÓDULO

• Fundamentos de acceso FDMA.

• Fundamentos de acceso TDMA.

• Fundamentos de acceso SCPC.

• Fundamentos de acceso SPADE.

• Fundamentos de acceso SSMA (CDMA).

SUMARIO 1. Acceso FDMA

2. Acceso TDMA

3. Acceso SCPC

4. Acceso SPADE

5. Acceso SSMA (CDMA)

INTRODUCCION En el presente módulo se describe los fundamentos de los tipos de acceso aplicados a

los sistemas de comunicaciones por satélite.

TELEDUCACIÓN COMUNICACIONES SATELITALES 1


INICTEL DESARROLLO DEL MÓDULO El satélite emite una onda de radio a la tierra y un número de estaciones terrenas

dentro de la cobertura de este satélite recibe simultáneamente esta señal.

La comunicación simultanea entre un número de estaciones terrenas vía el satélite se

denomina ACCESO MULTIPLE. El acceso múltiple es la característica mas importante

de las comunicaciones por satélite y solo se compara a la forma de acceso con los

sistemas terrestre punto a multipunto. En las comunicaciones satelitales se tienen 5

métodos para acceder al satélite. Estos son:

• FDMA

• TDMA

• SCPC

• SPADE

• SSMA (CDMA)

1. ACCESO FDMA Para lograr el acceso múltiple por el método FDM-FM, la estación terrena individual

emplea diferentes frecuencias portadoras. A este método se le denomina FDM-FM-

FDMA.

Desde el punto de vista de la utilización de los canales, el sistema FDM-FMFDMA

emplea el acceso múltiple pre-asignado en el que los canales requeridos están pre-

asignados a dos estaciones terrenas.

Figura 1. Acceso FDMA



INICTEL En el acceso FDMA se tiene a “n” estaciones terrenas dentro de la cobertura de un

satélite. Suponiendo que cada estación terrena empleara una frecuencia portadora

especifica para transmitir, entonces requerirá de “n-1” portadoras, aparte de la suya,

para las estaciones terrenas restantes, haciendo que el número total de portadoras a

ser usadas sea de n(n-1) portadoras.

Figura 2. Acceso FDMA en n estaciones terrenas Cuando un gran número de portadoras se amplifican en los amplificadores de las

estaciones terrenas o del transponder en el satélite, la intermodulación crece haciendo

que la relación S/N decrezca. De esta manera los canales telefónicos a ser

transmitidos desde una estación terrena a otros destinos se multiplexan y se envían a

través de una portadora simple.

Por ejemplo, en la estación A las señales telefónicas a las estaciones B, C, D, ... se

transmiten a través de una única portadora.

Figura 3. Transmisión a través de una sola portadora



INICTEL De esta manera, cada estación terrena es solicitada a transmitir solo una portadora y

el número total de portadoras necesarias para la transmisión entre las “n” estaciones

terrenas será n, llegando, como resultado, a disminuir fuertemente la intermodulación.

La transmisión de el número de canales telefónicos a un número determinado de

destinos sobre una portadora simple se denomina SISTEMA PORTADOR

MULTIDESTINO.

En este sistema, cada estación terrena recibe una señal de telefonía multiplexado y,

después de la modulación, toma solamente los canales requeridos por cada estación

terrena.

Figura 4. Sistema portador multidestino

Para reducir la interferencia debido a la intermodulación, es necesario considerar el

arreglo de portadoras en la banda de frecuencias del satélite. Como el número de

canales sobre una portadora es grande, se requiere de altas potencias, por lo que,

cuando un número de portadoras se amplifica en el transponder del satélite, las

portadoras que llevan menos canales son las que tienen la mayor probabilidad de

interferencia debido a la intermodulación. Para prevenir esto, es necesario limitar el

número de canales por portadora, es decir, controlar el nivel de cada portadora.

Figura 5. Interferencia de intermodulación



INICTEL Para mantener un balance apropiado entre los niveles de las portadoras, se asignan

portadoras especificas a aquellos destinos con gran número de canales. A esta forma

de destino se le denomina SISTEMA PORTADORA DE DESTINO SIMPLE. En tal

caso, una estación terrena que usa un número de canales emplea una combinación de

sistema portadora multidestinos y un sistema portadora de destino simple.

El espectro muestra el acomodamiento de las portadoras en el transponder de un

satélite. Se ve que las portadoras están ajustadas para alcanzar un nivel igual en los

transponders individuales.

Figura 6. Acomodamiento de las portadoras en el transponder

El espectro que se ve en la siguiente figura muestra a las portadoras dentro de todo el

rango de frecuencia del satélite. Las portadoras que tienen niveles altos como el que

muestra la flecha se acomodan cerca del final de la banda. La intermodulación se

reduce cuando se acomodan este tipo de portadoras cerca del final de la banda.

En los sistemas FDM-FM-FDMA el problema de intermodulación es fuerte y no se

puede ignorar.

Puesto que se emplea el acceso múltiple pre-asignado, se requiere la transmisión de

la portadora aún cuando no exista tráfico y tal desventaja es una perdida de consumo

de la potencia del satélite y envuelve a la degradación en la eficiencia de utilización del

sistema.

Los sistemas FDM-FM-FDMA no son apropiados para las comunicaciones con baja

demanda de uso de circuitos, por lo que desde el principio se le utilizó por ser

técnicamente estable.



INICTEL

Figura 7. Todas las portadoras dentro del rango de frecuencia del satélite

2. ACCESO TDMA En el acceso TDMA, un número de estaciones terrenas comparten un transponder del

satélite por división en el dominio del tiempo.

La abcisa indica la frecuencia y la ordenada indica el tiempo. El eje de tiempo está

dividido en períodos dados denominado TRAMA DE TDMA. Cada trama de TDMA

está dividida en intervalos de tiempo cada una asignada a cada estación terrena. Las

estaciones terrenas A, B, C y D transmiten sus señales solo dentro de su intervalo de

tiempo asignado.

Las señales transmitidas por cada estación terrena tienen la misma frecuencia

portadora f0 y ocupa todo el ancho de banda del transponder del satélite. Puesto que

cada estación terrena tiene un intervalo de tiempo asignado, la señal de solo una de

ellas ocupará el transponder en un intervalo de tiempo dado y nunca sucederá que las

señales de mas de una estación terrena ocuparán el transponder del satélite al mismo

tiempo.

Figura 8. Acceso TDMA



INICTEL La longitud del intervalo de tiempo asignado a una estación terrena esta

predeterminado en proporción a la demanda de tráfico de la estación terrena. Cada

estación terrena transmite su señal en el intervalo de tiempo asignado a ella en cada

trama de TDMA.

Las señales transmitidas desde cada estación terrena se hacen en forma de ráfagas

con un período igual a una trama de TDMA. Las ráfagas en una trama de TDMA se

asignan de tal forma que no se traslapen entre ellas.

Figura 9. Trama TDMA

La red TDMA está compuesta de las estaciones de tráfico y por lo menos una estación

de referencia. Las ráfagas transmitidas desde las estaciones de tráfico se denominan

RAFAGAS DE TRAFICO. Los datos de tráfico se transmiten a través de la ráfaga de

trafico.

La estación de referencia transmite periódicamente una ráfaga especial denominada

RAFAGA DE REFERENCIA que provee la temporización normalizada para la trama

TDMA y su período es exactamente igual al de la trama TDMA.

Las estaciones de tráfico transmiten las ráfagas de tráfico y las ráfagas de control que

transmiten la temporización se encuentran siempre detrás de la ráfaga de referencia.

Cada estación de trafico transmite su ráfaga de trafico en sus intervalos de tiempo

asignados al satélite después de la ráfaga de control de temporización de transmisión

acorde con la ráfaga de referencia usada como norma de temporización.

En el satélite, la ráfaga de referencia y las ráfagas de tráfico se acomodan en un orden

apropiado sin solaparse en cada trama TDMA.

Cada estación de trafico recibe estas ráfagas y toma las ráfagas de trafico que

contiene las señales dirigidas a la estación de tráfico.


INICTEL


Figura 10. Ráfagas de tráfico y de referencia

Las señales de datos son fácilmente convertidas a series de ráfagas así como también

son fáciles de transportar las ráfagas de transmisión y recepción.

Las señales analógicas se convierten a datos después del proceso de conversión

PCM y a través del multiplexaje TDM que luego se transmiten en forma de ráfagas

después de haber sido modulado en PSK. Este método de transmisión de señales en

TDMA es PCM-TDM-PSK-TDMA. Debido a que la frecuencia de muestreo en PCM es

8 Khz., la longitud de la trama de la señal PCM es 125 µseg. La longitud de la trama

TDMA es un múltiplo de la longitud de la trama de PCM o 125 µseg en consideración a

la adaptabilidad a la señal PCM.

Una ventaja del acceso TDMA es que provee un uso efectivo de la potencia del

satélite. Como ya se vio el transponder del satélite no se usa adecuadamente con el

sistema FDMA. En TDMA el número de portadoras nunca es mas de una, por lo tanto,

es posible operar al TWTA eficientemente cerca al punto de saturación sin

intermodulación.

Figura 11. Uso efectivo de la potencia del satélite



INICTEL Como otra ventaja se tiene su flexibilidad en cuanto se tiene un aumento de la

demanda que obliga a cambios en la demanda de tráfico. En FDMA, los tamaños de

las portadoras y frecuencias portadoras están sujetas a cambios de acuerdo con la

demanda de trafico. Para cumplir con este propósito es necesario reemplazar o

modificar el equipo de comunicaciones de la estación terrena, lo que significa que los

cambios en la asignación de canales significa cambio de equipos.

En TDMA, la longitud y posición de las ráfagas está determinada por la demanda de

trafico de cada estación terrena. Para los cambios en la asignación de canales en

TDMA es suficiente cambiar la longitud y posición de las ráfagas, en este caso no es

necesario reemplazar o modificar los equipos de comunicaciones de la estación

terrena sino controlarlo por software.

El TDMA tiene una excelente adaptabilidad con las redes de comunicación digital y se

puede conectar fácilmente con redes de comunicación terrestres. En TDMA, las

ráfagas transmitidas desde las estaciones de tráfico se controlan para ser colocadas

en los intervalos de tiempo asignados del satélite. Este control de los tiempos de

ingreso se denomina CONTROL DE TEMPORIZACION.

La distancia entre el satélite y la estación terrena esta siempre cambiando debido al

movimiento del satélite desde su posición nominal geoestacionario. El tiempo

requerido para que una ráfaga de tráfico viaje desde la estación terrena hasta el

satélite cambia continuamente, además, la estación de referencia y las estaciones de

tráfico tienen su propio reloj con diferentes frecuencias para el procesamiento de la

señal, de tal manera que existan diferencias de tiempo de ráfagas entre las diversas

estaciones terrenas. Sin sincronización de ráfagas las ráfagas transmitidas caerán

fuera de los intervalos de tiempo asignados en el satélite.

Si se presenta el traslape de ráfagas en el satélite, la comunicación no será factible.

En cada trama TDMA, la posición del intervalo de tiempo asignado a una ráfaga

transmitida desde una estación de tráfico lo determina la posición relativa de la ráfaga

en relación a la ráfaga de referencia, por lo tanto, cada estación de tráfico tiene que

sincronizarse para mantener su ráfaga dentro de su posición nominal dentro de la

trama TDMA.

La temporización de la ráfaga de transmisión se controla periódicamente usando la

ráfaga de referencia como temporizador normalizado.



INICTEL Se conocen tres métodos de sincronización de ráfagas para controlar la posición

relativa de la ráfaga de tráfico en relación a la ráfaga de referencia:

- Sincronización de lazo cerrado directo.

- Sincronización de lazo cerrado de realimentación

- Sincronización de lazo abierto

SINCRONIZACIÓN DE LAZO CERRADO DIRECTO Es aplicable a aquellos métodos de operación como los haces globales en los que

cada estación de tráfico puede recibir siempre ráfagas originantes desde la estación

vía el satélite.

La estación de tráfico recibe las ráfagas de referencia y de tráfico transmitidas por el

mismo. El intervalo de tiempo entre estas dos ráfagas se mide periódicamente en la

estación de tráfico para detectar errores en el intervalo de tiempo comparándolo con el

valor predeterminado anteriormente.

En el caso de haber alguna variación la ráfaga de transmisión se adelanta o retraza

para compensar el error detectado, de esta manera es que se mantiene la ráfaga de

tráfico en la posición apropiada en la trama TDMA.

Figura 12. Sincronización de lazo cerrado directo SINCRONIZACION DE LAZO CERRADO DE REALIMENTACIÓN Se aplica a la operación con los haces puntuales donde cada estación de tráfico no

puede recibir la ráfaga originante desde la estación vía el satélite.



INICTEL Puesto que la estación de tráfico no puede medir el intervalo de tiempo entre la ráfaga

de referencia y la ráfaga transmitida desde la estación entonces una estación de

referencia localizada en el área opuesta cubierta por otro haz puntual está a cargo de

las mediciones.

La estación de referencia envía de regreso los resultados de la medición a la estación

de tráfico. El lado de transmisión de la estación de tráfico controla la ráfaga de

temporización de transmisión para compensar el error en la posición nominal. La

compensación esta basada en los resultados de las mediciones en la estación de

referencia que ha retornado a la estación de tráfico.

Este método también se aplica a la operación de haz global.

Figura 13. Sincronización de lazo cerrado de realimentación

SINCRONIZACION DE LAZO ABIERTO La temporización de la ráfaga de transmisión está determinada por la adición de una

cantidad apropiada de retardo a la temporización de recepción de la ráfaga de

referencia.

La cantidad de retardo se obtiene por calculo basado en la medición de la distancia

entre cada estación terrena y el satélite.

Cada estación de tráfico recibe la ráfaga de referencia y transmite su propia ráfaga

después de un retardo estimado calculado desde la temporización de la ráfaga de

referencia recibida.



INICTEL Se aplica tanto a operación de enlace global como de haz puntual y es simple

comparado con otros métodos de sincronización de ráfagas. Sin embargo el error de

posición de las ráfagas tiende a ser grande.

Figura 14. Sincronización de lazo abierto

3. ACCESO SCPC El acceso SCPC es un tipo de sistema FDMA, porque el acceso múltiple es llevado a

cabo asignando frecuencias diferentes a las portadoras.

En el sistema FDM-FM-FDMA ampliamente usado en los sistemas INTELSAT el

número de canales transportados por una portadora es limitado, por decir, un mínimo

de 12.

Cuando se emplea el sistema FDM-FM-FDMA, una estación terrena con una demanda

de tráfico de 12 canales ocupa exclusivamente una banda de frecuencias para una

portadora de 12 canales de voz.

En SCPC, se asigna una portadora a un canal, por lo cual es apropiado para

estaciones terrenas con tráfico liviano.

El siguiente gráfico muestra la relación entre el número de estaciones terrenas

participantes y el número de canales de voz que se pueden acomodar por transponder

con un ancho de banda de 36 Mhz tanto en sistemas FDM.FM-FDMA como con

SCPC.



INICTEL La abcisa muestra el número de estaciones terrenas participantes y la ordenada el

número de canales por transponder.

Figura 15. Nº de canales de voz por transponder vs. Nº de estaciones terrenas

En el sistema FDM-FM-FDMA el número de canales decrece rápidamente con el

aumento del número de estaciones terrenas participantes. En SCPC, se puede tomar

en cuenta un número de canales sin importar el número de estaciones terrenas

participantes.

El sistema SCPC es apropiado para aquellos sistemas de comunicación por satélite

formados por un número de estaciones terrenas con tráfico liviano puesto que permite

a los canales del satélite conectarse sobre la base de canales telefónicos y no reducen

el número de canales que se pueden acomodar aunque el número de estaciones

terrenas participantes sea grande. Además el sistema SCPC no emplea equipamiento

complicado y no requiere modificación de las facilidades de la estación terrena

existente en el caso de aumentar una nueva.

El sistema SCPC emplea el esquema de pre-asignación en la que los canales del

satélite están asignados a las estaciones terrenas.

Se le emplea para la transmisión de datos así como también para la transmisión de

voz.

Emplea modulación digital QPSK sin codificación diferencial en el lado de transmisión

así como usa detección coherente para el lado de recepción.

Para el sistema SCPC se ha adoptado la técnica de ACTIVACION DE VOZ, en la que

solo se transmite la portadora cuando existe una entrada de voz. Con esta técnica la



INICTEL potencia del satélite se usa mas efectivamente. Se ocupa un canal de voz; en la que la

señal de voz aparece no continuamente sino en forma de RAFAGAS. En general, se

considera que el tiempo total de duración en la cual la señal de voz realmente existe

es aproximadamente el 40% de la duración de la llamada.

En SCPC se transmite un canal de voz a través de una portadora, razón por la que la

portadora se puede encender o apagar (on / off) dependiente de la entrada de la voz.

Con la técnica de la activación de la voz, la portadora se transmite solo mientras la voz

realmente existe sobre la línea de transmisión usando la ráfaga natural de la voz.

Figura 16. Activación por voz

En el sistema INTELSAT SCPC, por ejemplo, se pueden acomodar teóricamente hasta

aproximadamente 800 canales dentro de un transponder. Sin embargo, con la

potencia disponible del transponder no es posible amplificar a las 800 portadoras al

nivel requerido al mismo tiempo. Además, puesto que los 800 canales están

dispuestos a intervalos iguales, la interferencia de intermodulación causada en el

transponder se convierte en un problema serio.

Con la técnica de activación de voz, el número de portadoras transmitido al mismo

tiempo se reduce a menos de la mitad aún cuando los 800 canales estén ocupados,

por lo que la carga de potencia del transponder se reduce.

La interferencia debido al ruido de intermodulación se reduce puesto que las

portadoras no están ubicadas a iguales intervalos de frecuencia, así que el número de

portadoras a ser amplificadas decrece.



INICTEL

Figura 17. Transponder de un satélite INTELSAT

CONTROL AUTOMÁTICO DE POTENCIA El sistema SCPC emplea un ancho de banda de portadora estrecho e intervalos

estrechos de frecuencia entre portadoras por lo que está excesivamente sujeto a la

influencia de la desviación de frecuencia de la portadora. Para reducir esta influencia

se utiliza el CONTROL AUTOMATICO DE FRECUENCIA (AFC).

Las causas de la desviación de frecuencias de las portadoras son:

• La deriva de frecuencia en el oscilador local del transponder.

• La deriva de frecuencia en los osciladores locales de los convertidores de

subida y de bajada de las estaciones terrenas.

• La deriva Doppler causada por el movimiento del satélite.

De todas estas, la deriva de frecuencia del oscilador local del transponder del satélite

influye mas seriamente en la calidad de la comunicación comparado con las otras.

Figura 18. Control automático de frecuencia



INICTEL La deriva de frecuencia del oscilador local en el transponder causa una desviación de

frecuencia idéntica en todas las portadoras, la cual se elimina utilizando el control

automático de frecuencia con un piloto de referencia común.

En este caso, el piloto es enviado desde una estación terrena especifica que juega el

rol de estación de referencia. En cada estación terrena la desviación de frecuencia de

la portadora de comunicación se compensa con la desviación de frecuencia del piloto

recibido.

Figura 19. Desviación de frecuencia en las portadoras

PLAN DE FRECUENCIAS Las frecuencias portadoras de los 800 canales se acomodan a intervalos de 45 Khz.

en el ancho de banda de 36 Mhz. Estas frecuencias portadoras están numeradas de 1

a 800.

En la transmisión de voz se usan dos canales, uno para transmitir y otro para recibir.

El par de canales que se usan para formar un circuito de voz no tiene ninguna

especificación.

El piloto de referencia se coloca en el centro del ancho de banda de 36 Mhz. Los

canales 400 y 401 adyacentes al piloto de referencia que se usan para la

comunicación, le crean interferencia al piloto por lo que se acordó no usar estos.

Para mejorar la confiabilidad del sistema AFC se usa un segundo piloto, en este caso

se usa el canal 399 para este segundo piloto.



INICTEL

Figura 20. Plan de frecuencias

TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL DE VOZ El formato de la señal para la transmisión de la señal de voz en el sistema SCPC de

INTELSAT se ha proyectado de tal manera que permita la activación de la voz.

Debido a que cada portadora se maneja intermitentemente por el control de activación,

se envía en la forma de ráfagas tal como se muestra en (A). En (B) se muestra el

formato de la señal de una ráfaga.

Cada ráfaga es encabezado por un preámbulo seguido por SOM alternados así como

de códigos PCM. El preámbulo se usa para el recobro de portadora y de reloj.

El SOM es la abreviación de START OF MESSAGE y se usa para la sincronización de

trama de la señal PCM y la resolución de la ambigüedad de fase en la portadora

recuperada.

Figura 21. Transmisión de la señal de voz



INICTEL La señal de voz se muestrea con 8Khz y se codifica con VI bits haciendo una

velocidad de bits de 56 Khz.

Cuando se transmite la señal PCM se inserta un SOM de 32 bits a intervalos de 32

muestras, es decir, 224 bits, para formar una trama de 4 mseg. Puesto que la señal

PCM contiene el SOM, la velocidad de bits alcanza los 64 Kbps.

Figura 22. Señal PCM

La transmisión de la señal de voz emplea la modulación QPSK, por lo que la señal

PCM se divide alternadamente en los canales A y B y la información de los dos flujos

de bits sobre los canales A y B se transmiten como un símbolo. La señal PCM por

trama corresponde a 224 bits o 112 símbolos.

Figura 23. Señal PCM por trama



INICTEL El SOM se inserta en la cabecera de cada trama para la sincronización de la trama y

corresponde a 16 símbolos o 32 bits. El SOM se usa también para la resolución de la

ambigüedad de la portadora recibida.

En la transmisión de la señal de voz de los sistema SCPC de INTELSAT se emplea la

modulación absoluta sin codificación diferencial lo que hace que se presenten

problemas de ambigüedad de fase de la portadora recuperada después de la

demodulación por lo que estos dos canales pueden intercambiarse o sus bits pueden

invertirse.

En el lado de recepción el SOM demodulado se compara con el SOM patrón

almacenado para la resolución de la ambigüedad de fase de la portadora recuperada.

El sistema de SCPC de INTELSAT emplea detección coherente para la demodulación.

Figura 24. Inserción del SOM en la cabecera de cada trama

El sistema de SCPC de INTELSAT emplea detección coherente para la demodulación

y puesto que la activación de voz se emplea en la señal de transmisión, es necesario

realizar el recobro de la portadora así como el recobro de reloj cada ves que se active

la portadora.

Con este propósito se le suma un preámbulo al encabezado de cada ráfaga que

consiste de 20 símbolos (es decir 40 bits) para el recobro de portadora y 40 símbolos (

es decir 80 bits) para el recobro de reloj.



INICTEL

Figura 25. Preámbulo en la cabecera

4. ACCESO SPADE El sistema SPADE emplea la asignación por demanda en el cual los canales del

satélite se asignan temporalmente a las estaciones terrenas dependiendo de la

ocurrencia de las llamadas.

La transmisión de la señal de la voz es la misma que en el sistema SCPC de

INTELSAT excepto que el sistema SPADE emplea el esquema de la asignación por

demanda.

En el sistema de asignación por demanda, las frecuencias portadoras están asignadas

a un pool de frecuencias por lo que cada estación terrena puede acceder a estas y

cada estación terrena puede emplear las frecuencias desocupadas cuando es

necesario.

Por ejemplo, cuando ocurre una llamada telefónica entre la estación terrena A y la

estación terrena B, se cierra un circuito del satélite entre ellas seleccionando un par de

portadoras desocupadas de frecuencias f1 y f3 del pool. Cuando se termina la

llamada, se libera a estas frecuencias y regresan a su pool. Mas tarde este mismo par

de frecuencias, f1 y f3, se podrán usar para una llamada telefónica entre las

estaciones terrenas C y D.

Por consiguiente, en el sistema de asignación por demanda los pares de frecuencias

portadoras se asignan temporalmente a las estaciones terrenas solo mientras se

hagan llamadas telefónicas reales entre ellas.



INICTEL Consecuentemente, se asignan mas circuitos telefónicos que números de pares de

frecuencias portadoras en un transponder y, por esta razón, se alcanza una alta

eficiencia del transponder.

El control de la asignación de canales se hace de dos formas:

• Control centralizado.

• Control distribuido.

En el método de control centralizado, la asignación de canales está concentrada en

una estación terrena especifica denominada ESTACIÓN DE CONTROL y la

asignación de canal de todo el sistema es controlado por esta estación que ejecuta la

asignación en respuesta al requerimiento de las estaciones terrenas.

En el método de control distribuido, todas las estaciones terrenas tienen igual función

de control de canal. Cada una de las estaciones terrenas está siempre pendiente del

estado de la utilización del canal del sistema total y selecciona un par desocupado de

canales por ella misma cuando ocurre una llamada.

Puesto que el método de control centralizado emplea una estación de control y

controla a todo el sistema, tiene la ventaja de la facilidad del control de la asignación.

Sin embargo, cualquier falla en la estación cortará el funcionamiento total del sistema.

El método de control distribuido requiere que cada estación terrena provea la función

de control de asignación de canal, que lleva a la necesidad de equipamientos

complicados y costosos en cada estación terrena, pero tiene la ventaja de que

cualquier falla en una de las estaciones terrenas no cortará el funcionamiento del

sistema total.

Figura 26. Pool de frecuencias portadoras



INICTEL PLAN DE FRECUENCIAS El plan de frecuencias del sistema SPADE es básicamente el mismo que para el

sistema SCPC de INTELSAT. Las frecuencias portadoras para un total de 800 canales

telefónicos se acomodan a intervalos de 45 Khz en el ancho de banda de 36 Mhz. Al

centro de la banda se transmite el piloto de referencia para el AFC, así como también

un CANAL DE SEÑALIZACION COMUN (CSC) peculiar al sistema SPADE para el

control de la asignación por demanda.

El CSC tiene un ancho de banda de 160 Khz y esta ubicado en la parte mas baja de la

banda de 36 Mhz. La frecuencia central de la CSC esta separada por 18.045 Mhz del

piloto de referencia.

De los 800 canales de voz se asigna una frecuencia portadora especifica para línea de

ordenes (OW).

Figura 27. Plan de frecuencias del sistema SPADE

Las frecuencias portadoras para los canales de voz están numeradas desde 1 a 800

desde la mas baja hasta la mas alta frecuencia, como en el caso del sistema SCPC de

INTELSAT.

En el sistema SPADE el par de canales que forma un circuito esta predeterminado y la

separación de frecuencias entre ellos es 18.045 Mhz, es decir, si uno de los canales

es N su par es N+401.

Para proveer el CSC los canales 1 y 2 no se usan así como tampoco se usan los

canales 402 y 403 tampoco por estar aparejados, sin embargo, el canal 403 se usa

para línea de ordenes.



INICTEL Los canales 400 y 401 adyacentes al piloto de referencia no se usan para evitar la

interferencia al piloto. Por lo tanto, el número total de frecuencias portadoras usadas

para la transmisión de señales es realmente VI94, es decir, se llega a obtener hasta un

total de 39VI circuitos de voz.

Figura 28. Plan de frecuencias del sistema SPADE (2)

CANAL DE SEÑALIZACIÓN COMÚN (CSC) El CSC se provee para el control de la asignación de canales. Cada estación terrena

ejecuta la asignación de canales con la transmisión y recepción de la información

sobre el control de asignación por demanda a través del CSC. Las señales telefónicas

conmutadas e información sobre el sistema de operación se transfieren por el CSC.

El CSC opera en TDMA en la que juega un papel importante la estación terrena que

provee la ráfaga de referencia.

El período de transmisión de la ráfaga de referencia es la trama en la que se divide en

intervalos de tiempo cada una de las cuales esta asignada a cada estación terrena y

en ella transmite ráfagas dentro de su tiempo de duración asignado y se denominan

ráfaga de datos.

El tiempo de transmisión de la ráfaga de datos está controlado con referencia al

tiempo de recepción de la ráfaga de referencia.

Observando las señales en el satélite, las ráfagas de referencia y las ráfagas de datos

de las estaciones terrenas llegan periódicamente y en orden apropiado.


INICTEL


Figura 29. Canal de señalización común

Con relación al formato de la trama CSC, una trama dura 50 mseg. y una ráfaga 1

mseg. incluyendo el tiempo de guarda.

Una trama consiste de una ráfaga de referencia y 49 ráfagas de datos. Se ha asignado

una ráfaga de datos de cada trama a cada estación terrena y una ráfaga de datos para

pruebas, por lo que se puede acomodar hasta 48 estaciones terrenas sobre el sistema

SPADE. Cada una de las ráfagas de datos y de referencia consisten de 123 bits.

También se ha previsto un tiempo de guarda de 5 bits en la cabecera de cada ráfaga

para prevenir el solapamiento por algún error del control de posición de ráfaga.

Las ráfagas de referencia consisten solo de un preámbulo compuesto de un tren de

bits para el recobro de portadora así como un tren de bits para el recobro de

temporización y una palabra única usada para sincronización.

La sincronización de la trama TDMA se hace con esta ráfaga. Cada una de las ráfagas

de datos consiste de un preámbulo, una unidad de mensaje SPADE y los bits de

paridad.

La unidad de mensaje SPADE transmite la información del control de asignación de

canal, señales de conmutación telefónica e información sobre la operación del sistema

y mantenimiento.

Los bits de paridad se usan para la detección de errores para el control de error y

retransmisión.



INICTEL

Figura 30. Formato de la trama CSC En la tabla se muestra los parámetros de transmisión para CSC. El CSC juega un rol

importante en la operación del sistema SPADE y requiere de una alta calidad de

transmisión.

La modulación BPSK asegura una mejor característica que la modulación QPSK para

el CSC. Se usa codificación diferencial para la modulación y detección coherente para

la demodulación.

La tasa de errores debe ser mejor que 10-8. La velocidad de bits es 128 Kbps y puesto

que se transmite por BPSK requiere de al menos 128 Khz de ancho de banda y

realmente se la ha asignado 160 Khz.

Figura 31. Parámetros de transmisión de CSC



INICTEL 5. ACCESO SSMA (CDMA) El Acceso Aleatorio de Espectro Ensanchado SSMA permite la conexión aleatoria a

cada una de las estaciones terrenas asignadas.

Si Sn(t) es la señal modulante en el terminal transmisor de una estación terrena, la

frecuencia de la portadora de esta señal se ensancha para así obtener un ancho de

banda de frecuencias Bm el cual es mucho mas ancho que el ancho de banda de

frecuencias Bi de la señal de entrada.

Para expandir el espectro se usa una secuencia de códigos, haciendo a gn(t) la

función de expansión, la estación terrena recibe la señal deseada gl(t) Sl(t)

acompañada de las señales no deseadas Ó gn’(t) Sn’(t), ruido externo N(t) y ruido de

interferencia S’(t) como se muestra en la gráfica.

Figura 32. Acceso SSMA

Cuando a la señal deseada se le expande por la inyección de gl(t) dentro del

correlador en la estación terminal de recepción se obtiene la señal de salida de la

figura.

En otras palabras, si la función de expansión se provee con unas características

especificas, es decir gl2(t) = 1 y gl(t).gn(t) = 0, la señal deseada surgirá a la salida del

filtro pasabajo del receptor, mientras que las señales no deseadas permanecerán

expandidas sobre el ancho de banda de frecuencias Bm.

El sistema SSMA también se llama Acceso Múltiple por División de Códigos (CDMA).


INICTEL


Figura 33. Señal ensanchada dentro del correlador

ACTIVIDADES

1.- En acceso SCPC, hasta cuantos canales puede soportar el transponder del

satélite?.

2.- Describir el acceso SSMA al satélite.


Módulo 6 - Acceso al Satélite

Documents

Transcript of Módulo 6 - Acceso al Satélite