comunicaÇÕes via satÉlite - técnico lisboa - … · ... organização internacional na qual...

Sistemas de Telecomunicações

COMUNICACOMUNICAÇÇÕES VIA ÕES VIA SATSATÉÉLITELITE

Fernando Pereira Paula Queluz

Instituto Superior Técnico


Estrutura de um Sistema de Comunicação Via SatéliteEstrutura de um Sistema de ComunicaEstrutura de um Sistema de Comunicaçção ão Via SatVia Satéélitelite

Rede Terrestre Rede Terrestre

Interface Terrestre

Estação de Terra Estação

de Terra

Interface de Utente Utente


Comunicações Via Satélite: Serviços ComunicaComunicaçções Via Satões Via Satéélite: Servilite: Serviçços os

TelecomunicaçõesComunicações pessoaisDifusão

Posicionamento (GPS -Global Positioning System)

Detecção remotaEstudo da TerraMeteorologiaApoio à agriculturaEspionagem


Serviços Móveis, Fixos e de DifusãoServiServiçços Mos Móóveis, Fixos e de Difusãoveis, Fixos e de Difusão

Serviços móveis por satélite (Mobile Satellite Services, MSS), p.e. INMARSAT Serviços fixos por satélite (Fixed Satellite

Services, FSS), p.e. INTELSAT, EUTELSAT

Serviços de difusão por satélite(Broadcast Satellite Services, BSS), p.e.

EUTELSAT, ASTRA


Competindo com o Cabo/Fibra Óptica …CompetindoCompetindo com o com o Cabo/FibraCabo/Fibra ÓÓpticaptica ……


Comunicações Via Satélite ComunicaComunicaçções Via Satões Via Satéélite lite

VantagensLigações a grande distância utilizando um único repetidor (o satélite).Vastidão da zona de cobertura (continente, país, ou região de um país).Ausência de condutas, postes ou outros requisitos logísticos.Cobertura de zonas de difícil acesso, onde instalações fixas são impraticáveis ou onde as infra-estruturas de telecomunicações são inexistentes.Comunicações móveis sem fios, independentemente da localização (aéreas, marítimas ou pessoais); serviços únicos de apoio à navegação e àaeronáutica.Baixo custo por receptor adicionado.

DesvantagensGrande atraso introduzido (~ 300 ms por salto, para os satélites GEO)Custo do satélite e do seu lançamento.Difícil manutenção.


Breve Resenha Histórica (1)Breve Resenha HistBreve Resenha Históórica (1)rica (1)

19451945 – Arthur C. Clarke sugere, num artigo publicado na revista Wireless World, a possibilidade de comunicações “globais” através do uso de 3 satélitesem órbita geoestacionária;1954 1954 – A Lua é utilizada como repetidor passivo, mantendo-se um serviçoregular para transmissão de voz entre o Haway e Maryland, no período 1956-1962;1957 1957 – É lançado o Sputnik I, o primeiro satélite Russo, com órbita a 950 km de altura. Manteve-se operacional durante 62 dias. EUA “aceleram” programaespacial;19581958 – É lançado o Explorer I, o primeiro satélite americano. Manteve-se operacional durante 5 meses;19641964 – Estabelece-se a International Telecommunications Satellite(INTELSAT), organização internacional na qual Portugal esteve representadoatravés da Marconi.19651965 – É lançado o primeiro satélite da INTELSAT, conhecido como Early Bird ou Intelsat I;(...)


Breve Resenha Histórica (2)Breve Resenha HistBreve Resenha Históórica (2)rica (2)

A concorrência Rússia-EUA levou àintensificação das investigações e aolançamento de novos satélites. Em1975, existem várias redes de satélitespara comunicações comerciais: INTELSAT, MARISAT, INMARSAT, ....(...)1998 1998 – Aparecem as primeiras redesde satélite com cobertura global: IRIDIUM (66 satélites) e GLOBALSTAR (48 satélites).

Torna-se possível a comunicaçãoentre quaisquer dois pontos da

Terra, utilizando terminaisportáteis.


Projecto de um SatéliteProjecto de um SatProjecto de um Satéélitelite

O lançamento de um satélite em órbita geoestacionária implica que este deva ser acelerado até uma velocidade de 3070 m/s numa órbita equatorial a 42242 km do centro da Terra.Existem essencialmente 2 tecnologias para lançar um satélite:

Foguetões, tipo Ariane (Europa) Veículos tripulados, tipo Space Shuttle (EUA)

O custo e as limitações do lançamento levam a que este seja normalmente feito usando 2 passos. A latitude do local de lançamento determina a inclinação da órbita de transferência e logo o gasto de energia na correcção da inclinação.O peso do satélite determina fortemente o seu tempo de vida e a sua capacidade de transmissão. A forma do satélite é fortemente determinada pelo esquema de correcção da órbita e pela área mínima de painéis solares.O Space Shuttle tem as vantagens e desvantagens de um veículo tripulado: intervenção no espaço, limitações físicas no lançamento, veículo recuperável, maior capacidade de transporte. A duração dos eclipses do satélite pode atingir 70 minutos por dia o que põe problemas à potência de emissão no satélite.


Evolução das Comunicações Via SatéliteEvoluEvoluçção das Comunicaão das Comunicaçções Via Satões Via Satéélitelite

Peso, Tamanho


Evolução dos Satélites INTELSATEvoluEvoluçção dos Satão dos Satéélites INTELSATlites INTELSAT


Bandas de Frequência UtilizadasBandas de Frequência UtilizadasBandas de Frequência Utilizadas

As bandas de frequência a utilizar nas comunicações por satélite sãodefinidas pela ITU-R e atribuídas aos vários serviços pela WARC (World Administrative Radio Conference), um sub-grupo da ITU-R.

As bandas de frequência do espectro radioelétrico mais favoráveispara as comunicações via satélite, situam-se entre 1 GHz e 10 GHz, jáque:

a absorção pelos gases da atmosfera, ou pela chuva, tem poucaimportância nesta faixa de frequências;o ruído, quer galáctico quer produzido pelo Homem, é mais intenso parafrequências mais elevadas;bom desenvolvimento tecnológico para estas frequências (tecnologiamadura);atenuação em espaço livre inferior à verificada para frequências maiselevadas.


O elevado número de serviçosterrestres na faixa 1-10 GHz e a ocupação desta faixa por váriosserviços de satélite, conduziu àutilização de bandas de frequências superiores aos 10 GHz, existindo actualmenteserviços comerciais nas bandasKu e Ka.

De notar que, devido àslimitações de potência no satélite, o percurso descendenteé mais crítico que o ascendente, justificando que lhe sejamusualmente atribuídas bandasde frequências mais baixas queas utilizadas para o percursoascendente.

•

Nome da Banda Gama de Frequência

HF-band 1.8-30 MHz

VHF-band 50-146 MHz

P-band 0.230-1.000 GHz

UHF-band 0.430-1.300 GHz

L-band 1.530-2.700 GHz

S-band 2.700-3.500 GHz

C-band Downlink: 3.700-4.200 GHz Uplink: 5.925-6.425 GHz

X-band Downlink: 7.250-7.745 GHz Uplink: 7.900-8.395 GHz

Ku-band (Europe) Downlink: FSS: 10.700-11.700 GHz DBS: 11.700-12.50 0 GHz Uplink: FSS: 14.000-14.800 GHz; DBS: 17.300-18.100 GHz

Ku-band (America) Downlink: FSS: 11.700-12.200 GHz DBS: 12.200-12.700 GHz Uplink: FSS: 14.000-14.500 GHz DBS: 17.300-17.800 GHz

Ka-band Roughly 18-31 GHz


Órbitas Típicas para Satélites de ComunicaçãoÓÓrbitas Trbitas Tíípicas para Satpicas para Satéélites de lites de ComunicaComunicaççãoão

Órbitas ≈ circulares:GEO – geostationary Earth orbit ( 36 000 km de altitude)MEO – medium Earth orbit ( 10 000 a 20 000 km de altitude)LEO – low Earth orbit (700 a 900 km de altitude)

Órbitas elípticas:HEO – high elliptical orbit


Cinturas de Van AllenCinturas de Cinturas de VanVan AllenAllen


Características das Órbitas GEO, LEO e HEOCaracterCaracteríísticas das sticas das ÓÓrbitas GEO, LEO e rbitas GEO, LEO e HEOHEO


A Órbita (versão simplificada para órbitas circulares)A A ÓÓrbita rbita (versão simplificada para (versão simplificada para óórbitas circulares)rbitas circulares)

Considerando que estão em presença a Terra e o satélite, deve ter-se em conta

FORFORÇÇA DE ATRACA DE ATRACÇÇÃO ÃO entre 2 corpos (Lei de Newton)

fa = k M m / r2

onde k é a constante de gravitação, M a massa da Terra, m a massa do satélite e r a distância entre os 2 centros de massa (raio da órbita)

FORFORÇÇA CENTRA CENTRÍÍFUGAFUGA provocada pelo movimento de rotação

fc = m ω2 r

onde ω é a velocidade angular da órbita (rad. s-1)


A Órbita (versão simplificada para órbitas circulares)A A ÓÓrbita rbita (versão simplificada para (versão simplificada para óórbitas circulares)rbitas circulares)

Para que a órbita seja estável, é necessário que as 2 forças em presença se equilibrem ou seja

fa = fc

o que implica que

r3 = k M / ω2

ou

r3 (km) = 5075, 6277 T 2 (hora)

⇒ r (km) = 5075, 6277 T 2/3 (hora)

que corresponde ao enunciado da 3ª Lei de Kepler: o cubo do raio da órbita é proporcional ao quadrado do respectivo período.


Satélite GeosíncronoSatSatéélite lite GeosGeosííncrononcrono

Um satélite diz-se geosíncrono quando tem um período orbital igual ao período de rotação da Terra ou seja T = 23 h 56 min 4.1 s.

O período de rotação da Terra vale

ω = (360o + α) / 24 com α = 360o /365.25 => T = 360o / ω ≈ 23.9345 h

Como r (km) = 5075, 6277 T 2/3 (hora) então:

T= 12 h ⇒ r = 26604 km ⇒ Alt. = 22231 km

T= 23.9345 h ⇒ r = 42154 km ⇒ Alt. = 35781 km

T= 24 h ⇒ r = 42231 km ⇒ Alt. = 35858 km


Satélite GeoestacionárioSatSatéélite lite GeoestacionGeoestacionááriorio

No contexto das órbitas possíveis, tem especial interesse para as Telecomunicações a órbita geoestacionária que

É geosíncrona ou seja tem uma duração igual ao período de rotação da TerraÉ equatorial ou seja situa-se no plano do Equador

Os satélites com órbita geoestacionária têm a propriedade de, observados a partir da Terra, parecerem imóveis no espaço.


Ângulo de fogo da antena de TerraÂngulo de fogo da antena de TerraÂngulo de fogo da antena de Terra

O ângulo de fogo com que a estação de Terra ‘olha’ o satélite deve ser superior a 0o (Intelsat especifíca ϕ > 5o) para que:

A Terra não obstrua a visão do satéliteO percurso na atmosfera seja minimizadoA contribuição da presença da Terra no ruído do receptor na estação de Terra seja limitada

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=

)sin(/)cos(arctan

lrrl Tϕ

ϕ : ângulo de fogol : latitude da estaçãorT : raio da Terra r : raio da órbita


Cobertura da Terra por SatéliteCobertura da Terra por SatCobertura da Terra por Satéélitelite

Um satélite em órbita geoestacionária pode comunicar com estações de Terra situadas numa zona correspondente à intersecção de um cone com vértice no satélite e semiabertura de θ = 8.7o e a própria Terra.

Zona coberta na Terra entre 81.32o N e 81.32o S.Se se excluirem as zonas polares, é possível com 3 satélites em órbitasgeoestacionárias cobrir praticamente toda a superfície da Terra.


Cobertura da Terra por Satélite: INMARSATCobertura da Terra por SatCobertura da Terra por Satéélite: INMARSATlite: INMARSAT


Rede IntelsatRede Rede IntelsatIntelsat


10-02 @ 3590 E1010--02 @ 35902 @ 35900 EE


Ku-band Spot 1KuKu--bandband SpotSpot 11


Especificações (Intelsat)EspecificaEspecificaçções (ões (IntelsatIntelsat))


Parâmetros RelevantesParâmetros RelevantesParâmetros Relevantes

SatSatéélite lite – Potência Isotrópica Equivalente Radiada ou Equivalent IsotropicRadiate Power (EIRP)

EIRP = Ps + Gs [dBm, dBW]

equivale à potência radiada por uma antena isotrópicaINTELSAT especifica um EIRP de 52.5 dBm ou 53/64 dBm (cobertura global ou regional) para INTELSAT III e IV quando a antena receptora é iluminada por um campo incidente (fluxo do vector de Poynting) de –40.1 ou –43.7 dBm/m2, respectivamente.

EstaEstaçção de Terraão de Terra - Factor de Mérito (G/T)

(G/T) = 10 log10 (g/Teq) [dB/K]

onde Teq é a temperatura equivalente de ruído da estação de Terra e g é o ganho da antena da estação de Terra.

INTELSAT especifica um G/T mínimo de 40.7 dB/K (a 4 GHz e ϕ = 5o o que, para T ≈ 60 K, implica antenas com ganhos da ordem dos 58-60 dB ou seja um diâmetro da ordem dos 25 m).


Temperatura equivalente de ruídoTemperatura equivalente de ruTemperatura equivalente de ruíídodo

Considere-se o quadripolo

ondeg – ganho de potência BW – largura de banda equivalente de ruídoF – factor de ruídoTi – temperatura da fonte de ruído (térmico) na entrada

Tem-seso=g si

ni = k Ti BW (k=1.38×10-23 J/K – constante de Boltzman)

no=g ni+nint onde nint é o ruído gerado pelo quadripoloF = (s/n)i / (s/n)o = 1+ nint /(gni) = 1+ nint /(gk Ti BW )=1+Te /Ti

FF=1+ =1+ TTe e /T/Tii , onde TTee é a temperatura equivalente de rutemperatura equivalente de ruíídodo do quadripolo

e Te= nint /(gkBW )

Tig, Bw, F

so ,nosi ,ni


Temperatura equivalente de ruído (cont.)Temperatura equivalente de ruTemperatura equivalente de ruíído (do (contcont.).)

F=1+ Te /Ti : factor de ruído; Fo=1+ Te /To : factor de ruído padrão

Como no=g ni+nint ⇒ no=g k Ti BW + g k Te BW = g k BW (Ti +Te)

g, Bw

ideal

Ti

Te

Ti g, Bw, F

Associação em cadeia de quadripolos

g1 g2 g3TiTi g1, F1 g2, F2 g3, F3

Tcadeia=

ideais

21

3

1

21 gg

TgTT ee

e ++


Temperatura Equivalente de Ruído da Estação de Terra Temperatura Equivalente de RuTemperatura Equivalente de Ruíído da do da EstaEstaçção de Terra ão de Terra

Para avaliar o desempenho da ligação no percurso descendente, é necessáriocalcular o ruído térmico total introduzido pela cadeia de elementos activos e/oupassivos da estação receptora, bem como o ruído térmico captado pela antena. Para isso, define-se a Temperatura equivalente de ruído da estação, Teq

Ta – temperatura de ruído captada pela antenaF – factor de ruído da cadeia de quadripolos que constituem a estaçãoTer – temperatura equivalente de ruído da cadeia de quadripolos, referida aos terminais de entrada da cadeiaBw – largura de banda equivalente de ruído da cadeia(s/n)i, (s/n)o– relação sinal-ruído à entrada e à saída da cadeiagg –– ganhoganho, , emem receprecepççãoão, , dada antenaantena dada estaestaççãoão de Terrade Terragc – ganho da cadeiaTTeqeq = (T= (Taa + + TTerer) ) –– temperaturatemperatura equivalenteequivalente de de ruruíídodo dada estaestaççãoão de Terrade Terra

Guia Receptor

TaF, Ter , Bw , gc

g Pré -amplificador

(G/T) = 10 log(G/T) = 10 log1010 ((gg//TTeqeq) () (dBdB/K)/K)

Factor de mFactor de mééritorito


Temperatura Equivalente de Ruído da Estação de TerraTemperatura Equivalente de RuTemperatura Equivalente de Ruíído da do da EstaEstaçção de Terraão de Terra

Por definição de factor de ruído: F = (s/n)i / (s/n)o = 1 + Ter/Ta

pelo que no = (so/si) ni (1+ Ter/Ta) = gc k Ta Bw (1+ Ter/Ta) = g k (Ta + Ter) Bw

ou no = gc k Teq Bw

Nota: k=1.38×10-23 J/K – constante de Boltzman

A temperatura equivalente de ruído da estação é Teq=Ta+Ter e o ruído na recepção, referido aos terminais de entrada, pode ser calculado por:

N = k Teq Bw

O parâmetro (G/T) = 10 log10 (g/Teq) (dB/K)

permite caracterizar o desempenho da estação de Terra, sendo designadopor Factor de Mérito da estação.


O Percurso Ascendente - UplinkO Percurso Ascendente O Percurso Ascendente -- UplinkUplink

O percurso ascendente é o percurso entre a estação de Terra emissora e o satélite, receptor. Este percurso é menos crítico que o percurso descendente e por isso funciona normalmente a uma frequência mais elevada, p.e. 6/4 GHz ou 14/11 GHz.

A densidade de potência colocada no satélite pela estação de Terra é

S= PT + GT – 10 log10 (4 π d2) = PT + GT – Lfs + 10 log10 (4 π / λ2)

Do ponto de vista do ruído, o satélite comporta-se como um simples amplificador com um certo ganho e factor de ruído.

Para cada satélite e gama de frequência, a INTELSAT especifica a densidade de potência a colocar no satélite, p.e. –40.1 dBm/m2 para INTELSAT III.


Especificações (Intelsat)EspecificaEspecificaçções (ões (IntelsatIntelsat))


O Percurso Descendente - DownlinkO Percurso Descendente O Percurso Descendente -- DownlinkDownlink

O percurso descendente é o percurso entre o satélite emissor e a estação de Terra, receptora. Este percurso é o mais crítico devido às limitações de potência no satélite.

A relação sinal-ruído na estação de Terra vem

C/N=PS + GS + GT – Lfs - 10 log10 (KTeqBw)=EIRP + G/T - Lfs - 10 log10 (KBw) A atenuação do percurso é normalmente calculada para a situação mais desfavorável ou seja para os ângulos de fogo mais baixos. A INTELSAT especifica um ângulo de fogo mínimo de 5o para o qual se tem d=41118 km.Sendo EIRP e G/T especificados pela INTELSAT para cada gama de frequência, C/N fica essencialmente dependente da largura de banda.Nas comunicações via satélite, o desvanecimento deixa de ser importante devido ao ângulo com que se atravessa a atmosfera mas a atenuação da chuva continua a ser relevante.Para ligações via satélite digitais, a qualidade de referência é normalmente uma taxa de erros de 10-6.


Relação C/N Global do SistemaRelaRelaçção C/N Global do Sistemaão C/N Global do Sistema

A relação sinal-ruído do sistema global, (c/n)T, e que determina a taxa de errosbinários (BER) na estação de Terra, pode-se relacionar com as relações sinal-ruídopara cada um dos percursos considerados de forma independente:

(c/n)a – relação sinal-ruído no percurso ascendente;(c/n)d – relação sinal-ruído no percurso descendente, calculada como atrásexposto, i.e., de forma independente do percurso ascendente;(c/n)T – relação sinal-ruído global na estação de Terra, i.e., considerando o efeito combinado dos dois percursos.

Uma vez que a relação sinal-ruído do sistema resulta do “paralelo” das relaçõessinal-ruído em cada um dos percursos, o desempenho global do sistema énormalmente condicionado pelo percurso com a relação sinal-ruído mais baixa.

111 )()()(

−−−

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ += daT n

cnc

nc


Porquê o paralelo das relações c/n ?Porquê o paralelo das relaPorquê o paralelo das relaçções c/n ?ões c/n ?

na – potência do ruído introduzido no percurso ascendentepra – potência do sinal recebido no percurso ascendentend – potência do ruído introduzido no percurso descendenteprd – potência do sinal recebido no percurso descendentenT – potência do ruído total na estação de Terrag – ganho do amplificador do satélitegS – ganho da antena emissora do satélitegT – ganho da antena receptora da estaçãode Terralfs – a atenuação em espaço livre no percurso descendente

g

R

pra ; na

gS

gT

lfs

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a

raa n

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TSra

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⎢⎣⎡ +=

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da

radraa

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da

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rdT

nc

nc

gLpnpn

gLpngLn

ngLngLp

np

nc

Relação sinal-ruído no percurso ascendente:

Potência de sinal recebido no percurso descendente:

Relação sinal-ruído no percurso descendente:

Relação sinal-ruído do sistema global:


Níveis de Potência de SinalLink Power Budget

Exemplo para um satélite INTELSAT

NNííveis de veis de Potência de Potência de SinalSinalLinkLink PowerPower BudgetBudget

Exemplo para um satélite INTELSAT

Saída da Terra

Chegadaao satélite

Saída do satélite

Chegada à Terra


O Sistema de ComunicaçõesO Sistema de ComunicaO Sistema de Comunicaççõesões

INTELSAT V

O sistema de comunicações é a componente principal de um satélite de comunicações ainda que possa não constituir a parcela maior em termos de peso e volume.

O sistema de comunicações ébasicamente constituído por uma ou mais antenas e um conjunto de receptores e emissores que recebem, amplificam e retransmitem os sinais.

As unidades básicas de recepção-emissão são conhecidas como transpositores (transponders).


10-02 @ 3590 E1010--02 @ 35902 @ 35900 EE


Ku-band Spot 1KuKu--bandband SpotSpot 11


O Sistema de ComunicaçõesO Sistema de ComunicaO Sistema de Comunicaççõesões

O sistema de comunicações é a componente principal de um satélite de comunicações ainda que possa não constituir a parcela maior em termos de peso e volume.

O sistema de comunicações ébasicamente constituído por uma ou mais antenas e um conjunto de receptores e emissores que recebem, amplificam e retransmitem os sinais.

As unidades básicas de recepção-emissão são conhecidas como transpositores (transponders). INTELSAT V


Arquitectura de um TranspositorArquitectura de um TranspositorArquitectura de um Transpositor

Transpositor (transponder)

Front endTranslacção

defrequência

Amplificador

fa fd

G ≈ 80 – 100 dB(vários andares de amplificação)

Existem vários transpositores por satélite, cada um a operar numafracção da banda disponível. Por exemplo, o INTELSAT IV tem 12

transpositores de 36 MHz cada.


O Acesso MúltiploO Acesso MO Acesso Múúltiploltiplo

O acesso múltiplo corresponde à possibilidade de um elevado número de estações de Terra comunicarem simultaneamente através do mesmo satélite.

O acesso múltiplo influencia todos os blocos do sistema, determina a sua capacidade e flexibilidade e é fundamental para o seu custo e rentabilidade.

O problema básico em questão é como permitir a um grupo variável no tempo de estações o uso simultâneo dos recursos do satélite de modo a optimizar:

Capacidade do satélite Utilização do espectroPotência do satéliteInterconectividadeFlexibilidadeAdaptabilidade a ‘misturas’ de tráfegoCustoAceitação do utente

Como a optimização simultânea de todas

estas variáveis éimpossível, trata-se de

encontrar o compromisso possível

entre elas !


Técnicas de Acesso MúltiploTTéécnicas de Acesso Mcnicas de Acesso Múúltiploltiplo

Existem 3 técnicas principais de acesso múltiplo:Acesso mAcesso múúltiplo por divisão na frequência (ltiplo por divisão na frequência (FrequencyFrequency DivisionDivision MultipleMultiple Access, Access, FDMA)FDMA) – todas as estações usam o satélite ao mesmo tempo mas cada uma usa uma gama de frequência diferente (comum em transmissão analógica).Acesso mAcesso múúltiplo por divisão no tempo (ltiplo por divisão no tempo (TimeTime DivisionDivision MultipleMultiple Access, TDMA)Access, TDMA)– as estações transmitem à vez (numa dada gama de frequência) usando os ‘slots’ no tempo que lhe foram atribuídos (comum em transmissão digital).Acesso mAcesso múúltiplo por divisão no cltiplo por divisão no cóódigo (digo (CodeCode DivisionDivision MultipleMultiple Access, CDMA)Access, CDMA)– várias estações transmitem simultaneamente na mesma frequência sinais ‘espalhados no espectro’, codificados ortogonalmente; a recuperação de um sinal implica o conhecimento do código usado para ‘espalhar’ o sinal no espectro.

Estas técnicas de repartição de recursos podem ser aplicadas de modo fixo ou ‘on demand’, dependendo das condições de tráfego.


FDMA, TDMA e CDMAFDMA, TDMA e CDMAFDMA, TDMA e CDMA


FDMAFDMAFDMA


TDMATDMATDMA


CDMACDMACDMA


CDMA (cont.)CDMA (CDMA (contcont.).)


Exemplo (Exercício 6.4)Exemplo Exemplo (Exerc(Exercíício 6.4)cio 6.4)

Uma rede de comunicações via satélite interliga várias estações terrenas, cada uma com capacidade para 30 canais telefónicos, e ocupa um transpositor de um satélite geo-estacionário com largura de banda de 30 MHz. A distância Terra-satélite é de 40000 km e a frequência da portadora no percurso descendente é de 12 GHz. Em cada estação, a transmissão é digital com modulação 8-PSK.

a) Supondo que as estações de Terra usam FDM como técnica de acesso múltiplo ao satélite, calcule o factor de excesso de banda máximo admissível para os filtros, supostos de Nyquist, para que seja possível interligar 38 estações terrenas.

b) Calcule a potência isotrópica equivalente radiada pelo satélite, sabendo que o factor de mérito das estações terrenas é de 40 dB/K e que a taxa de erros binários no percurso descendente é de 10-6.

c) Qual a variação na relação sinal-ruído (C/N) referida à entrada do receptor da estação terrena se se usasse TDM em vez de FDM como técnica de acesso múltiplo ? Justifique.


ConclusõesConclusõesConclusões

Os satélites têm vindo a assumir um papel cada vez maisvariado em termos de serviços prestados, p.e. comunicaçõesfixas, móveis e de difusão. Este papel tem variado ao longo do tempo e dependerá sempre das alternativas terrestres, guiadasou não guiadas, que existirem em cada momento (e das suascaracterísticas).

Os satélites permitem facilmente coberturas vastas e em zonasde difícil acesso mas têm a desvantagem do atraso devido àsgrandes distâncias percorridas.

A tecnologia para lançamento de satélites é cara e complexa masexistem cada vez mais países capazes de o fazer.


BibliografiaBibliografiaBibliografia

Principles of Communications Satellites, Gary D. Gordon, Walter L. Morgan, John Wiley & Sons, 1993

The Satellite Communication Applications Handbook, Bruce R. Elbert, Artech House, 1997

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