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Comunicaciones por Satélite (5º curso)Dpto. de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones
ETSI de Telecomunicación.Universidad Politécnica de Madrid
Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
CSAT 1
Comunicaciones por SatComunicaciones por SatééliteliteCurso 2008Curso 2008--0909
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Sistemas de comunicaciones por satSistemas de comunicaciones por satéélite lite
DVBDVB--S y DVBS y DVB--S2S2
Ramón Martínez Rodríguez-Osorio Miguel Calvo Ramón
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ÍÍndicendiceEstudio comparativo de DVB-S y DVB-S2
• DVB-S: ETSI EN 300 421 (v1.1.2)– Descripción de capa física (modulación y codificación)– Prestaciones de referencia
• DVB-DSNG: ETSI TR 101 201 (v1.1.1)– Escenarios de referencia– Mejoras respecto de DVB-S
• DVB-S2: ETSI TR 102 376 (v1.1.1)– Escenarios de aplicación – Descripción de capa física– Prestaciones de referencia– Novedades: MOD-COD, VCM, ACM, modulaciones jerárquicas– Aplicaciones de radiodifusión– Aplicaciones interactivas– Enlaces de distribución de TDT– Estrategia y ejemplos de dimensionado
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ParParáámetros metros úútilestiles
• Los siguientes parámetros son fundamentales a la hora de realizar balances de enlace y dimensionado:
• Eb/No: energía por bit frente a densidad espectral de potencia de ruido– Se mide a la salida del demodulador, aunque puede
referenciarse a otros puntos intermedios entre decodificadores
• Es/No (=Co/No): energía por símbolo frente a densidad espectral de potencia de ruido– Se mide a la entrada del demodulador
• C/N: relación potencia de portadora a potencia de ruido– Se mide a la entrada del receptor (después de la antena)
• C/No: relación potencia de portadora a densidad espectral de potencia de ruido– Se mide a la entrada del receptor (después de la antena)
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Expresiones Expresiones úútilestiles
• Las siguientes expresiones son fundamentales a la hora de realizar balances de enlace y dimensionado:
BWNC
NoC
10log10+= BW: ancho de banda de ruido del receptor o del transpondedor, según el escenario
BaudRateNoC
NoCo
NoEs
10log10−== BaudRate: tasa de símbolo que puede introducirse en el transpondedor
η10log10−=NoEs
NoEb η (eficiencia espectral): depende de la
modulación, codificación de canal y encapsulado
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EscenarioEscenario
Enlace de distribución: para retransmisión por cable, fibra o UHF
Enlace de contribución: desde el lugar del evento (noticia, etc.)
Enlace de radiodifusión: para difusión directa de TV, audio y/o datos
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Aplicaciones interactivas (DVBAplicaciones interactivas (DVB--RCS)RCS)
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DVBDVB--S: Escenario de aplicaciS: Escenario de aplicacióónn
• Difusión de señales de Televisión digital
• Emplea modulación y codificación fijas– QPSK con roll off del 35%– Esquema concatenado: Reed-Solomon (204,188) con FEC ½– Tasas de FEC: ½, 2/3, ¾, 5/6, 7/8 (empleando puncturing)
• Encapsulación MPEG-2
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DVBDVB--S: Capa fS: Capa fíísicasica
• Program MUX vs Transport MUX
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DVBDVB--S: S: AleatorizadorAleatorizador
Generador de la secuencia PseudoRandom Binary Sequence (PRBS):
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DVBDVB--S: EntramadoS: Entramado
Símbolos de paridad
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Entrelazado Entrelazado convolucionalconvolucional• La estructura se basa en un conjunto de N registros de desplazamiento• Cada registro almacena J símbolos más que el anterior• Los símbolos rellenan secuencialmente los registros• El conmutador va recorriendo los N registros, extrayendo un símbolo
cada vez• Retardo: NJ(N-1) símbolos; Memoria: NJ(N-1)/2 símbolos
–Mitad de memoria y retardo que entrelazado por bloques
Codificador
J
2J
(N-2)J
(N-1)J
... Canal
(N-2)J
2J
J
...
(N-1)J
De-codificador
Entrelazador De-entrelazador
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• Ejemplo: –Secuencia de entrada: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 ...–J=1, N=4
221
33
44
1
××
×
×
t=t0
665
7 37
8 48
5 1
2 ××
×
×
t=t1
141413
15 1115
16 12 816
7
13 9 5610 2
1
34
t=t3
10109
11 711
12 8 412
3
9 5 126 ×
×
×
×
t=t2
Entrelazado Entrelazado convolucionalconvolucional
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CSAT 13Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S: S: EntrelazadorEntrelazador
Entrelazado convolucionalNúmero de registros (profundidad): M=17j, j=0..11Número de ramas: I=12Sincronización: los bytes de SYNC pasan por la rama 0
CSAT 14Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S: ModulaciS: Modulacióón y codificacin y codificacióónn
α=0.35
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CSAT 15Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S: MS: Mááscara espectralscara espectral
Spectrum mask
fN=Nyquist frequency=1/2Ts=Rs/2
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DVBDVB--S: Sistema completoS: Sistema completo
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CSAT 17Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S: Requisitos de S: Requisitos de EbEb/No/No
NOTE 1: Figures of Eb/No refer to the useful bit-rate before RS coding and include a modem implementation margin of 0,8 dB and the noise bandwidth increase due to the outer code (10 log 188/204 = 0,36 dB).NOTE 2: Quasi-Error-Free (QEF) means less than one uncorrected error event per hour, corresponding toBER = 10-10 to 10-11 at the input of the MPEG-2 demultiplexer.
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DVBDVB--S: Ejemplo de usoS: Ejemplo de uso
• Condiciones de partida: transpondedor de 33 MHz, α=0.28• Limita la tasa de símbolo a 33/(1+α) = 25.7813 Mbaud
– Según el estándar: 25.776 Mbaud• Como se trata de QPSK: 25.776x2=51.552 Mbit/s (en
transmisión, después del FEC)• Antes del FEC: 25.776*k/n• Antes del RS: 25.776*(k/n)*(188/204)
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DVBDVB--S: Ejemplo de usoS: Ejemplo de uso
• Conexión con un PDH terrestre de 34.368 Mbit/s (BW=33 MHz)
Obtenidos por simulación para una cadena IMUX-TWTA-OMUX típica y BW/Rs=1.28 (limitación de la banda del transpondedor)
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EvoluciEvolucióón histn históóricarica
1994: DVB-SQPSKR-S + ConvolucionalRadiodifusión digital
1997: DVB-DSNGDVB-S + 8PSK & 16QAMEnlaces de contribución
2007: DVB-S2Nuevos flujos de entradaNuevas modulacionesNuevos códigos de canal (LDPC+BCH)MOD-COD de espectro variableAplicaciones profesionalesServicios IP-UNICAST
1994 1997 2007
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CSAT 21Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--DSNG: EscenarioDSNG: Escenario
Enlaces de coordinación
• DSNG: Digital Satellite News Gathering
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DVBDVB--DSNG: ModulacionesDSNG: Modulaciones• Complementa el DVB-S con 8PSK y 16QAM (opcionales)• Se emplea TCM (Trellis Coded Modulation) con 8PSK y 16QAM
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CSAT 23Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--DSNG: CodificaciDSNG: Codificacióón para 8PSK y 16QAMn para 8PSK y 16QAM
• Ejemplo: TCM 8PSK 2/3– 1 bit sin codificar (U1)– 2 bits codificados según EN 300 421 (C1 C2)
CSAT 24Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--DSNG: PrestacionesDSNG: Prestaciones
(*)
(*) 92156.0221
204188
=××=η
(**) 22876.1232
204188
=××=η
(***) 30392.2365
204188
=××=η
(****) 22549.3487
204188
=××=η
(**)
(***)
(****)
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CSAT 25Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--DSNG: Ejemplos de usoDSNG: Ejemplos de uso
CSAT 26Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--DSNG: Ejemplos de usoDSNG: Ejemplos de uso
SCPC/FDM: varias portadoras/transpondedor
SCPC: 1 portadora/transpondedor
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DVBDVB--S2: Escenarios de aplicaciS2: Escenarios de aplicacióónn
• Pilares del DVB-S2:1. Prestaciones de transmisión optimizadas2. Flexibilidad total
– Múltiples tramas (streams) de entrada (MPEG-2, IP, etc.)– Diversos formatos: MPEG-2 para SDTV y HDTV, AVC/H.264,
VC9 …– Cada stream puede protegerse de forma distinta (MOD-COD)
3. Complejidad del receptor aceptable4. Retrocompatibilidad con DVB-S (modulaciones jerárquicas)
• Tecnologías que habilitan DVB-S2:– Nuevos esquema de codificación: LDPC+BCH– Nuevas modulaciones más eficientes: APSK– A tan sólo 0.7-1 dB del límite de Shannon
FEC is theengine!
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DVBDVB--S2: Escenarios de aplicaciS2: Escenarios de aplicacióónn• Existen varios perfiles:
– Radiodifusión de TV en SDTV y HDTV (modo backwards/non backwards compatible)
– Servicios interactivos, incluyendo el acceso a Internet, a través línea telefónica o satélite
– Aplicaciones profesionales: enlaces de contribución de TV y newsgathering (punto-a-punto o punto-a-multipunto, transmisores fijos o portátiles con estaciones de recepción)
– Distribución de datos de contenidos e Internet (servicios unicast)
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CSAT 29Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Diagrama de bloques funcionalS2: Diagrama de bloques funcional
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DVBDVB--S2: Diagrama de bloques funcionalS2: Diagrama de bloques funcional
Dentro de cada trama PLFRAME, los parámetros de modulación y codificación son fijos, pero pueden variar entre tramas consecutivas si se usa ACM.
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DVBDVB--S2: EntramadoS2: Entramado
Normal FEC frame (64800 bits) / Short FEC frame (16200 bits)PL header
Dos tipos de tramas físicas (PL frames) :
Dentro de cada trama PL, los parámetros de modulación y codificación son fijos, pero pueden variar entre tramas consecutivas si se usa ACM.
- Single or multiple MPEG Transport Streams- IP and ATM packets
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DVBDVB--S2: S2: ModulacionModulacion y codificaciy codificacióón n adaptativasadaptativas
• La transmisión se organiza en tramas– Pueden ser cortas (16200 bits) o largas (64800 bits)
• En cada trama, pueden cambiar los parámetros de transmisión (MOD, COD) según las condiciones del enlace
• La cabecera incluye señales de señalización y sincronismo
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CSAT 33Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: ModulaciS2: Modulacióónn
QPSK y 8PSK- Envolvente “constante”- HPA en saturación (no lineal)- Aplicaciones de broadcasting
16APSK y 32APSK- Gran eficiencia espectral- Constelación en círculos por robustez en canales no lineales- HPA en zona lineal o técnicas de predistorsión- Aplicaciones profesionales- 16APSK: mejorar la eficiencia espectral de broadcasting
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DVBDVB--S2: CodificaciS2: Codificacióónn• BCH y LDPC concatenados
– Flexibilidad para definir tasas de codificación
• LDPC: código lineal de bloques con matrices de chequeo de paridad dispersas (bloques de 16200 ó 64800 bits)
MPEG TS Packet Error RatePER=10-7
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CSAT 35Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: C/N versus eficienciaS2: C/N versus eficiencia
C/N (dB) en BW=Rs
CSAT 36Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Prestaciones de referenciaS2: Prestaciones de referencia
Eficiencia espectral en función de C/N para diferentes factores de roll-off
4 dB 0.3 bps/Hz
Single carrier per transponder
4 dB
0.45 bps/Hz
Eficiencia espectral en función de C/N
16QAM
-2.4 dB
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CSAT 37Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Prestaciones de referenciaS2: Prestaciones de referenciaSingle carrier per transponder
1 carrier/HPA, 16APSK 3/4, no predistortion 1 carrier/HPA, 16APSK 3/4, static predistortion
CSAT 38Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
El algoritmo de predistorsión (estático) no mejora las prestaciones
El algoritmo de predistorsión (estático) mejora ligeramente las prestaciones
La principal degradación se debe a la intermodulación entre portadoras.
DVBDVB--S2: Prestaciones de referenciaS2: Prestaciones de referenciaMultiple carriers per transponder (FDM)
2 carriers/HPA, 8PSK 2/3, no predistortion
2 carriers/HPA, 8PSK 2/3, static predistortion
2 carriers/HPA, 16APSK 3/4, no predistortion
2 carriers/HPA, 16APSK 3/4, static predistortion
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CSAT 39Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Eficiencia espectral (NTC/2263xA)S2: Eficiencia espectral (NTC/2263xA)
CSAT 40Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Prestaciones de referencia (NTC/2263xA)S2: Prestaciones de referencia (NTC/2263xA)
Los valores de Eb/No para QEF (PER 1E-7 / BER 3E-10) son 0.2 dB (short frames) ó 0.1 dB(normal frames) superiores a los de la tabla.
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CSAT 41Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Modulaciones jerS2: Modulaciones jeráárquicasrquicas
• Modos compatibles con DVB-S (Backwards compatibility)– El parque de receptores DVB-S es muy extenso– Periodo de migración a DVB-S2 (varios años)– Transmisión de dos TS síncronos:
• HP (High Priority) compatible con receptores DVB-S• LP (Low Priority) sólo compatible con DVB-S2• Modulación 8-PSK no uniforme (envolvente cuasi-constante)
LDPC: ¼, 1/3, ½ ó 3/5.
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DVBDVB--S2: Modulaciones jerS2: Modulaciones jeráárquicasrquicas
• Prestaciones
DVB-S Coding (HP) 1/4 1/3 1/2 3/51/2 26,6 35,7 53,7 64,62/3 20 26,7 40,3 48,43/4 17,8 23,8 35,8 435/6 16 21,4 32,2 38,77/8 15,2 20,4 30,7 36,9
DVB-S2 Coding (LP)
(%) 100rate-bitHPrate-bit LP
×
Cycle slips en el receptor (al aumentar θ, la constelación tiende a una 8PSK, y el receptor DVB-S funciona peor)
C/N en función del ángulo θ para la modulación 8PSK no uniforme
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DVBDVB--S2: S2: AdaptiveAdaptive CodingCoding andand ModulationModulation (ACM)(ACM)
• DVB-S: elevados márgenes de funcionamiento (4-6 dB) que implican un consumo elevado de potencia– El exceso de potencia transmitida sólo es útil durante 10 minutos/año
para disponibilidades del 99.6% del año medio– Parámetros de transmisión fijos (válido para broadcasting)
• Aplicaciones punto-a-punto con diferentes niveles de protección que cambian trama a trama– Adaptar la transmisión a las condicionantes de cada usuario:
estadísticas de fading (lluvia, propagación), ganancia de la antena del satélite, C/I del enlace
– Variaciones de C/I en 15-20 dB a lo largo de Europa– Es necesario un canal de retorno para adaptar la transmisión a cada
estación
• Granularidad de la capa física: -2 dB a +16 dB en pasos de 1 dB• Incremento de capacidad
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DVBDVB--S2: S2: AdaptiveAdaptive CodingCoding andand ModulationModulation (ACM)(ACM)
Constantsymbol rate
Loop delay: tiempo que tarda el sistema en actualizar la transmisión:- Si el retardo no puede seguir las variaciones del canal, no se emplea la modulación óptima o se reciben errores- Efecto en la QoS que percibe el usuario- En banda Ka: variaciones por lluvia de 0.5-1 dB por segundo
En caso de lluvia, se reduce la tasa binaria (vía canal de retorno):- Modulación más robusta- FEC con mayor redundancia
Medida sobre símbolos piloto
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CSAT 45Comunicaciones por Satélite. Curso 2008-09. ©Ramón Martínez, Miguel Calvo
DVBDVB--S2: Configuraciones de sistema (perfiles)S2: Configuraciones de sistema (perfiles)
Null packet deletion: para adaptar la suma de tasas de transmisión constantes de varias fuentes a la tasa binara variable debida al ACM, se descartan los paquetes añadidos previamente para adaptar
(*)
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DVBDVB--S2: RadiodifusiS2: RadiodifusióónnConfiguración CCM (MPEG-2=4.4 Mbit/s, AVC=2.2 Mbit/s)
Configuración VCM (Variable Coding and Modulation)• DVB-S2 puede establecer diferentes niveles de protección en varios MUX• SDTV con mucha protección, HDTV con menor protección frente a errores• Ejemplo: para 27.5 Mbaudios, con 8PSK ¾ y QPSK 2/3, se tienen 40 Mbit/s para dos programas HDTV y 12.2 Mbit/s para 2-3 programas SDTV
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DVBDVB--S2: Servicios interactivos y S2: Servicios interactivos y unicastunicast
• En DVB-S, es necesario usar FDM• En DVB-S2: servicios IP unicast
• DVB-S2 adapta la transmisión para cada usuario• Gestión de paquetes para no superar la capacidad del enlace (por prioridad o analizando las condiciones de recepción de cada usuario)• Encapsulación de paquetes IP en tramas MPEG (la eficiencia de encapsulado depende de la longitud de los paquetes IP)
Navegación por Internet
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DVBDVB--S2: Eficiencia de encapsuladoS2: Eficiencia de encapsulado
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DVBDVB--S2: Enlaces de distribuciS2: Enlaces de distribucióónn
• DVB-S: 1 MUX MPEG por señal → n MUX MPEG…– Usando varias señales FDM → alto OBO en el HPA, ó– Usando n transpondedores
• DVB-S2: varios MUX MPEG empleando 1 portadora– Ejemplo: para un transpondedor de BW=36 MHz, puede transmitirse
30 Mbaudios con α=0.2• Para 2 MUX de TDT de 24 Mbit/s cada uno → η=1.6 bit/s/Hz• η=1.6 bit/s/Hz → QPSK 5/6 → C/N=6 dB
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DVBDVB--S2: Dimensionado con ACMS2: Dimensionado con ACM• Parámetros de dimensionado
– Número de haces para dar cobertura al área de servicio– PIRE por haz en el borde de la zona de cobertura– G/T de las estaciones
• Los enlaces se dimensionan individualmente adaptando la capa física para mantener las condiciones del enlace
• Parámetro de dimensionado: SNIR en el terminal– Factores geográficos
• Ganancia de la antena del satélite (no es uniforme, puede variar hasta 5 dB)
• Nivel de interferencia: en función de la antena (aislamiento entre haces), patrón de reuso de frecuencias y no uniformidad del tráfico entre haces
• Atenuación atmosférica variable entre diferentes zonas climáticas• Ganancia de la antena del terminal
– Parámetros temporales• Diferencia de atenuación entre cielo claro y condiciones de lluvia
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DVBDVB--S2: Dimensionado con ACMS2: Dimensionado con ACM
• No puede dimensionarse como DVB-S• Disponibilidad del enlace: 99.7 % del tiempo en al menos
el 95 % de los emplazamientos– Cambios notables de tráfico sólo en condiciones de lluvia
intensa– DVB-S2 permite a los usuarios estar conectados casi el 100 %
del tiempo
• Disponibilidad del servicio: QoS definida para cada usuario– Depende de la gestión de recursos del sistema
• Tasa binaria mínima de cada usuario– Depende de la gestión de recursos del sistema y el tráfico en el
haz
• El dimensionado es dinámico
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DVBDVB--S2: Dimensionado con ACMS2: Dimensionado con ACM• Metodología basada en la simulación de un gran número de
emplazamientos en todas la condiciones de propagación posibles• Análisis estadístico• Parámetros de entrada: G/T de los terminales, Es/(No+Io) para cada
modo ACM, ACI en UL y DL, interferencia intrasistema, mapas de PIRE y G/T, número y posición de GWs, plan de frecuencias, reusode polarización, máxima PIRE por portadora, posición del satélite (longitud) y límites del área de cobertura
• Pasos a seguir:1) Generar un número suficiente de estaciones distribuidas en la zona
de cobertura (la densidad debe ser mayor en las regiones donde se prevea mayor tráfico)
2) Para un instante dado, generar estadísticas de atenuación por lluvia, gases y centelleo para cada GW y estación de acuerdo con los modelos de la ITU-R– La estadística de fading generada debe cumplir con la CDF– Depende de la frecuencia y posiciones del satélite y la estación
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DVBDVB--S2: Dimensionado con ACMS2: Dimensionado con ACM• Pasos a seguir (cont.):
3) Para cada estación, calcular la Es/(No+Io) en UL y DL, teniendo en cuenta la interferencia intrasistema: interferencia cocanal y entre canales adyacentes
4) Para cada estación, comparar la Es/(No+Io) en la estación (paso 3)) con la que requiere cada modo de ACM– Si está por debajo, el enlace no está disponible– Si está por encima, el enlace está disponible
– El tráfico cursado es el que ofrezca el mejor modo ACM5) Repetir los pasos 2) a 4) un número de iteraciones dependiente de la
disponibilidad– Diez veces superior a la inversa de la indisponibilidad (10000
iteraciones para 99.9%)6) Fase de postprocesado
– Disponibilidad de enlace de cada estación– Disponibilidad espacial– Tráfico medio de cada estación– Tráfico total (promediando el obtenido en todas las iteraciones)
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DVBDVB--S2: Ejemplo de dimensionadoS2: Ejemplo de dimensionadoCobertura con antena multihaz de 40
haces sobre Europa (banda Ka) BW=0.6º
C/Io en el downlink • Todos los enlaces de UL (feeder links) emplean la misma polarización (BW=500 MHz=4×125 MHz)
• El satélite modifica la frecuencia y polarización según el plan de frecuencias (onboard processing)
• Cada haz transmite un canal de 125 MHz (90 Msymb/s)
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DVBDVB--S2: Ejemplo de dimensionadoS2: Ejemplo de dimensionado
Parámetros de sistemaEs/No para los esquemas usados en ACM
Short frame FEC (16200 bits)Predistorsión dinámica
Margen de implementación
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DVBDVB--S2: Ejemplo de dimensionadoS2: Ejemplo de dimensionadoResultados para 99.7% de disponibilidad y 95 % de cobertura
Sistema DVB-S de referenciaDVB-S QPSK ¾
Throughput total: 4.97 Gbps
Sistema DVB-S2 de referencia (CCM)DVB-S2 8PSK 2/3
Throughput total: 6.92 Gbps (+39 %)
Sistema DVB-S2 con ACMThroughput promedio: 9.66 Gbps
(+94 % respecto de DVB-S)(+40 % respecto de DVB-S2 CCM)
Resultados para 99.8% de disponibilidad y 95 % de cobertura
Sistema DVB-S2 de referencia (CCM)DVB-S2 QPSK ½
PIRE: 57.8 dBW (60.5 dBW)Throughput total: 2.99 Gbps
Sistema DVB-S2 con ACMPIRE: 57.8 dBW (60.5 dBW)
Throughput promedio: 8.65 Gbps(+190% respecto de DVB-S2 CCM)
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DVBDVB--S2: Ejemplo de dimensionadoS2: Ejemplo de dimensionadoResultados empleando sólo QPSK y 8PSK
PIRE=57.8 dBWThroughput promedio: 8.30 Gbps
(8.65 Gbps con todos los modos)
PIRE=60.5 dBWThroughput promedio: 8.41 Gbps
(9.66 Gbps con todos los modos)
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AnAnáálisis de la eficiencia de DVBlisis de la eficiencia de DVB--S2S2
• Comparación entre:– DVB-S (CCM)– DVB-S2 con CCM (Constant Coding and Modulation)– DVB-S2 con VCM (Variable Coding and Modulation)– DVB-S2 con ACM (Adaptive Coding and Modulation)
Implementación de ACMImplementación de CCM y VCM
Fuente: Dirk Breynaert, Maximilien d’Oreye de Lantremange (Newtec), Analysis of the bandwidth efficiency of DVB-S2 in a typical data distribution network, CCBN2005, Beijing, March 21-23 2005
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AnAnáálisis de la eficiencia de DVBlisis de la eficiencia de DVB--S2S2• Transpondedor en banda Ku: 30 MBaud• Datos de 20 emplazamientos:
DVB-S QPSK 2/3Bit rate=30 Mbauds×1.229=36.87 Mbit/sEb/No=4.5 dB (10-7)Co/No=Eb/No+0.89=5.4 dBMargen=6-5.4=0.6 dB (estación 1)Cada estación: 36.87/20 = 1.8435 Mbit/s
Estación 1 (emplazamiento peor)Co/No=80.8-74.8=6 dB
DVB-S2 CCM QPSK 4/5 (LDPC, BCH)Bit rate=30 Mbauds×1.587=47.61 Mbit/sEs/No=5.4 dB (10-7)Cada estación: 47.61/20 = 2.3805 Mbit/sMejora del 29.1 %
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AnAnáálisis de la eficiencia de DVBlisis de la eficiencia de DVB--S2S2
DVB-S2 VCM QPSK 4/5 - 16 APSK 2/330/20 = 1.5 Mbaud/estaciónBit rates variables entre 2.38 y 3.96 Mbit/sBit rate total: 61.09 Mbit/sMejora del 65.7 % (DVB-S)
• VCM: se selecciona una modulación independiente para cada estación en función de la Co/No media
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AnAnáálisis de la eficiencia de DVBlisis de la eficiencia de DVB--S2S2
DVB-S2 ACM 8PSK 3/4 - 16 APSK 5/630/20 = 1.5 Mbaud/est.Bit rates variables entre 3.34 y 4.95 Mbit/s
Bit rate total: 86.39 Mbit/s (cielo claro)Mejora del 134 % (DVB-S)
Bit rate total: 84.71 Mbit/s (lluvia)Mejora del 130 % (DVB-S)
• ACM: se selecciona una modulación independiente que se va adaptando entre tramas consecutivas para cada estación en función de la Co/No media
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AnAnáálisis de la eficiencia de DVBlisis de la eficiencia de DVB--S2S2• Histograma de margen de enlace en cielo claro
– ACM, además de mejorar la capacidad del sistema, optimiza los márgenes del enlace
CCM: 6-9.5 dB
VCM: 4.5-7 dB
ACM: 2-3 dB
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DVBDVB--S S vsvs DVBDVB--S2:RadiodifusiS2:Radiodifusióónn
3 MPEG-26 AVC
2 MPEG-25 AVC
2 MPEG-25 AVC
1-2 MPEG-23-4 AVC
Número de programas HDTV
13 MPEG-226 AVC
10 MPEG-220 AVC
10 MPEG-221 AVC
7 MPEG-215 AVC
Número de programas SDTV
58.844.44633.8Tasa útil (Mbit/s)
8PSK 2/3QPSK 7/8QPSK ¾QPSK 2/3Modulación y codificación(C/N=5.1 dB @ 27.5 MHz)
27.9 (α=0.25)
27.5 (α=0.35)
30.9 (α=0.20)
27.5 (α=0.35)Tasa de símbolo (Mbaud)
DVB-S2DVB-SDVB-S2DVB-SSistema
53.751PIRE SAT dBW)
9 Mbit/s18 Mbit/sHDTV2.2 Mbit/s4.4 Mbit/sSDTVAVCMPEG-2Codificación de vídeo
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Referencias: Referencias: Documentos ETSIDocumentos ETSI• Estándares europeos
– EN 300421: Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services
– EN 301210: Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for Digital Satellite News Gathering (DSNG) and other contribution applications by satellite
– EN 302307: Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications
• User Guidelines (technical reports)– TR 101221: Digital Video Broadcasting (DVB); User guideline for
Digital Satellite News Gathering (DSNG) and other contribution applications by satellite
– TR 102376: Digital Video Broadcasting (DVB); User guidelines for the second generation system for Broadcasting, Interactive Services,News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2)
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ReferenciasReferencias• Artículos
– A. Morello and V. Mignone, DVB-S2–ready for lift-off, EBU Technical Review, Autumn 1998, pp. 1-23.
– A. Morello and V. Mignone, New DVB standard for DSNG–and contribution satellite links, EBU Technical Review, October 2004, pp. 1-23.
– Alberto Morello and Ulrich Reimers, DVB-S2, the second generationstandard for satellite broadcasting and unicasting, Int. Journal ofSatellite Communications and Networking, 2004; 22:249–268.
– A. Morello, DVB-S2 presentation.
• Otros– Tecnología DVB, Redes y Servicios Radio, DIT-UPM, 2005-06, OCW-
UPM.– Performance comparison of DVB-DSNG and DVB-S2, Application
Note, NTC/2263xF/APN01, 2005, Newtec.– Satmaster inputs for DVB-S2, Application Note, NTC/2263xF/APN02,
2006, Newtec.