Contribución a la mejora de la qos y eficiencia en sistemas de comunicación por satélite interactivos de banda ancha

Resumen

Los recientes avances en tecnología espacial han hecho que los satélites pasen de ser simples repetidores a ofrecer una amplia gama de servicios similares a los que proporcionan las redes terrestres o móviles. Alguno de los factores que han hecho posible este cambio son el uso de procesadores integrados en los satélites (que gestionan la calidad de servicio del tráfico) y enfoques novedosos que multiplican la capacidad del sistema (constelaciones y VHTS). En este contexto, se ha realizado un gran esfuerzo de estandarización para la integración con tecnologías terrestres y el uso de capacidades extendidas como QoS. Aun así, los estándares están enfocados a construir un marco para la interoperabilidad y son abiertos en cuanto la implementación práctica en un procesador integrado o en un contexto VHTS. Esta tesis se basa en una implementación práctica de un sistema satélite basado en dichos estándares y ofrece recomendaciones para su futura actualización. En particular, la primera contribución de esta tesis es una mejora en la eficiencia de los sistemas VHTS al aumentar la capacidad total del sistema y una mejora de la calidad de servicio con una propuesta de cambio en la arquitectura tradicional de los sistemas interactivos por satélite. La mejora en eficiencia se ha logrado mediante el diseño de dos nuevos algoritmos para la asignación de recursos espectrales que evalúan las interferencias co-canal en sistemas multi-spot con MF-TDMA. Los nuevos algoritmos permiten una mejora del 10% de la capacidad total del sistema, ya que las posibles interferencias de los haces co-canal son evaluadas antes de asignar una posición en la tabla de gestión de recursos MF-TDMA. Estas mejoras han sido evaluadas con parámetros de sistemas reales. La validez de los algoritmos ha sido comprobada mediante simulaciones y contrastada con resultados teóricos. La segunda mejora que propone esta tesis está en el contexto de la QoS en los sistemas satélite interactivos. Se bas en una modificación de la arquitectura de sistemas DVB-RCS2 sugiriendo un nuevo enfoque en la implementación de la función de gestión de recursos de radio a bordo del satélite. El nuevo enfoque reduce drásticamente la demora del enlace de acceso proporcionando una mejora de QoS a los usuarios finales haciendo que el retardo en la asignación de recursos se reduzca a la mitad. Como punto adicional a estas innovaciones y con la perspectiva de una posible implementación en un sistema real, todas las posibles implementaciones han sido evaluadas en el contexto de una posible implementación con tecnologías espaciales actuales. De esta forma se han llevado a cabo diferentes experimentos donde se han evaluado los algoritmos propuestos sobre arquitecturas reales y procesadores que poseen una calificación espacial. Esto ha permitido poner de relevancia que su implementación no solo es beneficiosa, sino que es tecnológicamente posible y reduce el riesgo para su inclusión en una futura misión.