Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 07 de Abril de 2011 Problema-1 Al objeto de facilitar ciertos canales públicos de televisión a los núcleos de población que escapan a la cobertura de la red terrenal, se ha arrendado un transpondedor de tipo regenerativo, y de 36 MHz de capacidad, que se explota al efecto según el estándar DVB-S (ETS 300 421) con codificación convolucional tipo 7/8. En dicha línea, y barajando unas relaciones (C/N) de 10 dB y de 7 dB para, respectivamente, los enlaces ascendente (banda de 17 GHz) y descendente (banda de 12 GHz), se desea: 1_ Probabilidad de error en bits (PEB) 1 del enlace satelital 2. 2_ Relación (C/N) total 2, expresada en dB. 3_ Supuesto que la cabecera del paquete MPEG-2 requiere una tara del 5%, calcúlese el ancho de banda ocupado (MHz) si se difunden cinco canales de televisión, todos ellos con calidad PAL (con media de 4 Mbps, netos, por canal). Por otra parte, la capacidad excedentaria (sobrante) de dicho transpondedor se utiliza para telefonía_IP (VoIP), a cuyo efecto se contempla la codificación G.729 A, que codifica el canal vocal (unidireccional) a 11 Kbps 3, los cuales se modulan en QPSK con roll-off del 35% y utilizando como protección frente a errores, únicamente, un código convolucional de razón 4/3. 1 Para la modulación considerada (QPSK), aproxímese la Probabilidad de Error en Bits (PEB) por la siguiente expresión: PEB 1 2 C exp 2 3 N donde la relación (C/N) ha de expresarse en unidades naturales. 2 De, conjuntamente, ambos enlaces (ascendente y descendente). 3 Los 8 Kbps resultantes de la compresión UIT-T/G.729A, más la parte repercutida de las cabeceras RTP (Real Time Protocol),.... En dicha línea, y presumiendo disponible al efecto (con independencia del resultado antes obtenido) la mitad del transpondedor, se desea: 4_ Número de canales (bidireccionales) de VoIP que se pueden facilitar 4. 5_ Número máximo de abonados al servicio de telefonía_IP si se estipula una probabilidad de pérdida del 1% 5, en la hora cargada se considera una ocupación media de 3,6 minutos por abonado, y se baraja como irrelevante la probabilidad de que dos abonados a este servicio de VoIP satelital hablen entre si. 4 En una primera aproximación, considérese que el efecto reductor del back-off se compensa con la ganancia estadística introducida por el codificador G.729 A, merced a la detección de la actividad de la voz. 5 Al efecto, y aproximando la distribución Erlang_B (M/M/c/c), considérese que por cada erlangs ofrecido se requiere el concurso de 1,2 servidores. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones Sistemas de Telecomunicación 07 de Abril de 2011 Problema-1 (resolución) 1_ Probabilidad de error en bits (PEB) del enlace satelital: PEBASC = (1/2) exp-(20/3) = 6,36 x 10-4 PEBDES = (1/2) exp-(10/3) = 1,7837 x 10-2 -> PEBTOTAL = PEBASC + PEBDES = 1,8473 x 10-2 2_ Relación (C/N) total, expresada en dB: (C/N)TOTAL = (3/2) Ln(1/2) – Ln PEBTOTAL = 4,95 = 6,94 dB 3_ Supuesto que la cabecera del paquete MPEG-2 requiere una tara del 5%, calcúlese el ancho de banda ocupado (MHz) si se difunden cinco canales de televisión, todos ellos con calidad PAL (con media de 4 Mbps, netos, por canal): R = (4 x 5) x (204/188) x (8/7) x 1,05 = 26,04 Mbps -> B = (R/2) x (1+) = (26,04/2) x 1,35 = 17,58 MHz 4_ Número de canales (bidireccionales) de VoIP que se pueden facilitar: BCANAL = (R/2) x (1+) = (11 x 2) x (4/3) / 2 x 1,35 = 19,8 KHz -> NCANALES = (B/2) / BCANAL = (36.000/2) / 19,8 = 909 canales 5_ Número máximo de abonados al servicio de telefonía-IP si se estipula una probabilidad de pérdida del 1%, en la hora cargada se considera una ocupación media de 3,6 minutos por abonado, y se baraja como irrelevante la probabilidad de que dos abonados a este servicio de VoIP satelital hablen entre si: 909 / 1,2 = 757,5 erlangs -> 757,5 / (3,6/60) = 12.625 abonados