ANÁLISIS DE ENLACE SATELITAL

ANÁLISIS DE ENLACE SATELITAL

ENLACE DE BAJADA

Introducción

En este trabajo se muestra el análisis correspondiente al enlace de bajada de un sistema satelital que trabaja  en la banda C, en este enlace se consideran inicialmente perdidas de espacio libre igual a 196dB, además de corrimiento en fase y frecuencia.

Debido a que la Banda C no se afecta de forma considerable por la lluvia, se agregaron perdidas por desapuntamiento al enlace, con el fin de ver el comportamiento del mismo a variaciones de apuntamiento entre las antena.

Adicionalmente se agrega un canal de ruido para poder obtener medidas entre Eb/No vs BER (Bit Error Rate) para analizar el funcionamiento y la eficiencia del canal para diversas modulaciones, que nos afectan directamente en la relación señal a ruido.

Análisis Enlace Satelital

En la siguiente imagen se muestra el diseño del enlace de bajada de un sistema satelital, el cual está conformado por el transmisor de enlace de bajada del satélite, trayecto de enlace descendente y la estación receptora en tierra.

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Figura 1. Enlace de bajada de un sistema satelital

• Transmisor de enlace de bajada del satélite

Como se puede observar en la figura 2 el transmisor está compuesto por un generador de enteros aleatorio que ejemplifica los datos o la información que se quiere enviar, posteriormente la señal para por el modulador que en el caso inicial será 16QAM. Después la señal pasa por el transpondedor, conformado por un filtro de coseno elevado y un amplificador de alta potencia (HPA),  que se realiza la conversión de frecuencia y amplificación de la señal. Finalmente se le agrega a la señal una ganancia dada por la antena transmisora.

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Figura 2. Transmisor de enlace de bajada del satélite

• Trayecto de enlace descendente

En el trayecto que la señal recorre desde el satélite hasta la estación terrena, se toman perdidas de espacio libre que atenúan la señal, además corrimiento en fase y frecuencia que rotan la fase de la señal y error Doppler en el enlace.

Adicionalmente se agregó una perdida por desapuntamiento de las antenas de transmisión y recepción que generan una atenuación en la señal que podría llegar a ser muy grande dependiendo de la magnitud del ángulo de desapuntamiento que se tenga en cada antena y un canal AWGN para poder realizar las curvas de desempeño Eb/No vs BER.

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Figura 3. Trayecto de enlace descendente.

• Estación receptora en tierra

En la figura 3 se muestran los bloques que simulan las condiciones físicas y electrónicas en las que se encuentra la estación. Inicialmente se tiene la ganancia proporcionada por la antena, y un bloque que simula el ruido blanco gaussiano producido por la temperatura de la estación que inicialmente es 20°, después se tiene un bloque de ruido de fase que introduce perturbaciones aleatorias de fase proporcional al inverso de la frecuencia (1/f). Luego está el bloque desequilibrio I/Q que introduce a la señal niveles DC offset, que genera desbalanceo de amplitud o fase en la señal. Además los bloques que estabilizan la señal posterior al desbalance (DC Removal y Magnitude AGC). Ahora la señal pasa por un compensador de fase y frecuencia (Phase/Frecuency Offset) que gira la señal para representar la corrección de fase y el error de efecto Doppler en el enlace. Finalmente se filtra la señal y se demodula para recuperar la señal de información.

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Figura 4. Estación receptora en tierra

Análisis de Resultados

Se realizó el análisis de enlace variando la temperatura de ruido, el nivel de back off  y la modulación.

• Temperatura de Ruido (K)

Para la temperatura de ruido se realizó el análisis con los valores de 0 °K, 20 °K y 290 °K

• Eb/No vs BER

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Figura 5. Eb/No vs BER variando temperatura de ruido

Al variar la temperatura de ruido se puede observar en la imagen que el desempeño del sistema cae ya que a medida que se incrementó la temperatura de ruido, la BER se aumentó. Se ve notorio en la figura que con una temperatura de 0 °K y una de 20 °K no se puede notar la diferencia pero cuando se tomó la temperatura de 290 °K fue notorio que la BER aumento esto debido a que el ruido al aumentar  hace que la señal sea más difícil de detectar con precisión por el receptor.

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