Mejora del rendimiento de la red GENSO de seguimiento de satélites mediante la introducción de capacidad de Soft-Handover entre estaciones

Resumo

[spa] Esta tesis se centra en el estudio de varias mejoras propuestas para la red GENSO (Global Educational Network for Satellite Operations). Esta red, formada por estaciones terrenas de seguimiento de satélites por todo el mundo, tiene como objetivo el soporte de misiones de espacio educacionales incrementando la cobertura y por tanto el tiempo de seguimiento de los satélites asociados a dichas misiones. Una de las vías de investigación iniciadas recientemente por el equipo de estación terrena de la Universidad de Vigo, del que forma parte este autor, es la introducción de diversidad de polarización en estas estaciones terrenas. Mediante esta característica es posible mejorar el rendimiento del enlace, ampliando en gran medida el número de casos en los que es posible recibir la señal correctamente, entre los que destaca la operación de satélites sin control de actitud. Extrapolando esta idea a la red de estaciones GENSO, sería posible conseguir diversidad mediante el seguimiento simultáneo de un satélite desde dos estaciones. En este caso la diversidad se implementaría a un nivel de abstracción superior, relegando seguimiento del satélite y gestión del canal de comunicaciones a cada una de las estaciones, y proveyendo al centro de control de misión de enlaces simultáneos con su satélite. La localización separada de estas estaciones implicará pases distintos aunque en parte solapados en tiempo, con lo que gestionando adecuadamente la comunicación entre centro de control de misión y estaciones terrenas será posible obtener transiciones suaves en los cambios de comunicación (soft-handover), incrementado así el tiempo efectivo de pase. En esta tesis, además de introducir en detalle al lector en los temas de Segmento Terreno, tanto basados en una única estación como en una red de estaciones, se estudia la viabilidad de las mejoras propuestas y se desarrollan los algoritmos necesarios para su implementación. Esta investigación no se reduce a dichas mejoras, sino que pretende tener una visión global dentro de la misión y estudiar cómo afectaría, tanto cualitativa como cuantitativamente a su diseño[eng] This PhD thesis is focused on the study of some enhancements for the GENSO network (Global Educational Network for Satellite Operations). This network, composed of Satellite Tracking Ground Stations distributed worldwide, aims to support Educational Space Missions by increasing the coverage and thus the tracking time of the Satellites associated to those Missions. One of the research lines started recently by the Ground Station team in the University of Vigo, of which this author is member, is the introduction of Polarization Diversity in these Ground Stations. Through this capability it is possible to enhance the link performance, increasing the number of cases where it is possible to correctly receive the signal, e.g. operating satellites without attitude control. Extrapolating this idea to the GENSO Ground Station Network, it would be possible to reach Diversity through simultaneous tracking of a satellite from two stations. In this case the diversity would be implemented in a higher abstraction level, leaving satellite tracking and communication link management to the stations, and providing the Mission Control Center with simultaneous links with its satellite. The far location of these stations will imply different passes, although partially overlapping in time, so by properly managing the communication between Mission Control Center and Ground Stations it will be possible to reach soft transitions in the communication changes (soft-handover), thus increasing the effective pass time. In this thesis, as well as deeply introducing the reader to the Ground Segment topics, both those based on an only station and on a network of stations, feasibility of the proposed enhancements is studied and algorithms needed for its implementation are developed. This research is not reduced to those enhancements, but it aims to have a global vision inside the Mission and study how it would affect, both qualitatively and quantitatively to its design