Dimensionamiento del segmento terrestre para constelaciones no geoestacionarias

Abstract

En los últimos años, las comunicaciones por satélite han surgido como una posible alternativa frente a los sistemas de comunicaciones terrestres para garantizar el acceso a Internet de alta velocidad y a las comunicaciones de banda ancha incluso en las áreas más remotas. En concreto, los sistemas de comunicaciones basados en satélites de órbitas relativamente bajas, ya que presentan ventajas en comparación con los satélites geoestacionarios en términos de menor latencia y mayor capacidad. Sin embargo, para asegurar el suministro de cobertura global mediante satélites LEO es necesario desplegar un mayor número de satélites, formando así constelaciones. Estas constelaciones implican la necesidad de desplegar un mayor número de estaciones terrenas, también conocidas como gateways, que se comportan como enlaces entre los satélites y las redes terrestres. La ubicación de estas estaciones desempeña un papel fundamental en los sistemas de comunicación por satélite, puesto que para asegurar la cobertura es necesario mantener la visibilidad con los satélites, los cuales se encuentran en continuo movimiento. Es por ello que determinar la ubicación de una estación terrestre se ha convertido en un reto. En este proyecto, se va a realizar un estudio y análisis de los sistemas de comunicaciones basados en satélites LEO. Además, se va a realizar una revisión de la literatura existente acerca de las técnicas de dimensionamiento terrestre más vanguardistas utilizadas para realizar el diseño y despliegue del segmento terrestre de sistemas de comunicaciones por satélite. Por último, se implementará un código en Matlab que permita dimensionar el segmento terrestre combinando una serie de criterios específicos, con el fin de seleccionar las mejores ubicaciones para desplegar una estación terrestre y se desarrollarán las conclusiones de este Trabajo.

In recent years, satellite communications have emerged as a possible alternative to terrestrial communications systems to ensure access to high-speed Internet and broadband communications even in the most remote areas. In particular, communications systems based on satellites in relatively low orbits, as they have advantages compared to geostationary satellites in terms of lower latency and higher capacity. However, to ensure the provision of global coverage by LEO satellites, it is necessary to deploy a larger number of satellites, which form constellations.These constellations imply the need to deploy a larger number of earth stations, also known as gateways, which act as links between satellites and terrestrial networks. The location of these stations plays a fundamental role in satellite communication systems, since in order to ensure coverage, it is necessary to preserve visibility with the satellites, which are in constant rotation. Therefore, determining the location of a ground station has become a challenge. In this project, a study and analysis of communications systems based on LEO satellites will be carried out. In addition, a review of the existing bibliography on the most advanced ground dimensioning techniques used for the design and deployment of the ground segment of satellite communications systems will be carried out. Finally, a Matlab code will be implemented to size the ground segment by combining a series of specific criteria in order to select the best locations to deploy a ground station and the conclusions of this work will be developed.