Супутникові мультисервісні системи та цифрові РРЛ

Системи супутникового зв’язку (СРС) виникли у середині 60-х. ССС використовуються для обміну телефонними, документальними повідомленнями та сигналами, а також для ТБ та радіо мовлення, організації конференцзв’язку в системах глобального позиціонування. Всі ССС включають космічні станції (КС) і мережу наземних станцій (НС). По території, що охоплюється, приналежності та системі управління ССС можна поділити на міжнародні та національні. До основних показників ССЗ можна віднести:

1. зону обслуговування
2. пропускну здатність системи
3. параметри орбіт та число ШСЗ
4. точку розміщення на геостаціонарній орбіті
5. методи модуляції
6. якість організованих каналів

У межах кожної ССС можна розрізнити кілька типів ЗС із такими основними параметрами:

1. робочим діапазоном частот

2. добротністю

3. еквівалентної ізотропної випромінюваної потужністю (ЕІІМ)

4. діаметром дзеркала антени

КС відрізняється від ЗС за такими параметрами:

1. методу ретрансляції (з обробкою сигналів (демодуляцією, регенерацією) або без (посилення, фільтрація та перетворення частоти))
2. кількістю стволів та їх пропускною спроможністю
3. розміром і кількістю зон покриття, що визначаються шириною діаграм спрямованості антен КС та їх точками прицілювання.
4. терміном служби

Для фіксованих супутникових служб у Європі, Африці, країнах колишнього СРСР Монголії та країнах середнього сходу використовуються такі частоти: 6/4, 8/7, 14/11 та 30/20 ГГц. У цьому вища частота використовується для лінії «вгору». Ці частоти використовуються і в РРЛ прямої видимості і тому на параметри КС і ЗС накладаються жорсткі параметри ЕМС.

При цифровій передачі використовується ФМ рівня 2, 4 або 8, при цьому найефективнішою є 4ФМ. ФМ більшої кратності, а також КАМ не використовується через низьку завадостійкість і труднощі досягнення високого відношення «сигнал-шум» на вході демодулятора ЗС.

Фільтри в модуляторі та демодуляторі вибирають таким чином, щоб на виході тракту (вході РУ) спектр цифрового сигналу був рівномірним з «заокругленням» по краях у формі «піднесеного косинуса» з коефіцієнтом заокруглення a=0.2…0.3, що забезпечує відсутність міжсимвольних спотворень .

Для передачі ЦС в ССС застосовують завадостійке кодування. Використання такого кодування досягає значення коефіцієнта помилок Рош=10^-10… 10^-11

Сьогодні широко використовуються коди двох основних класів:

1. Блокові коди (послідовність даних ділиться на блоки k символів, кожному блоку ставиться у відповідність кодова комбінація з n символів (n>k), яка передається по каналу зв’язку з додаванням r=nk перевірочних символів. Такий код характеризується кодовою швидкістю R=k /nі максимальною кількістю помилок tв кодовій комбінації, які він може виправити.)

2. Згорткові коди (надлишкові символи додаються безперервно, кодова комбінація на виході залежить не тільки від вхідних символів, але і від блоків, що надійшли раніше (кодер містить пам’ять на S двійкових символів). Довжина блоку інф. символів k буває невеликий (1 – 7 біт), а число n символів на виході кодера у відповідь кожен вхідний блок визначає кодова швидкість R=k/n.)

Застосування таких кодів дозволяє як знизити ймовірність помилки, а й отримати енергетичний выигрыш (ЭВК), на величину якого можна зменшити потужність передавача. У цьому розширюється смуга частот т.к. необхідно передавати надлишкові символи. У ССС застосовують згорткові коди з S<10 і кодовими швидкостями 1/2, 2/3, 3/4, і 7/8. Для декодування використовують алгоритм Віттербі. При цьому ЕВК досягає 5 ... 6 дБ при R = 1/2 і Kош на виході = 10^-6

Для збільшення ЕВК та зменшення Рош. використовують каскадне кодування. Як зовнішній код використовують код Ріда – Соломона. Потім символи перемежують і подають на внутрішній кодер, зазвичай згортковий. Після декодування внутрішнього коду символи деперемежуються, у результаті пакети помилок розбиваються на одиночні помилки, які легко виправляються зовнішнім кодом. Величина ЕВК за такого кодування досягає 8…9 дБ.

Московський Технічний Університет Зв’язку та Інформатики

Завдання

У проектованої ССС використовується МД із ЧРК та режим передачі IDR. Коефіцієнт заокруглення a = 0.2. Зв’язок здійснюється в діапазоні 6/4 ГГц.

Визначити:

1. зону покриття КС та параметри передавальної антени, ширину ДН антени по половинній потужності та Кус.
2. азимут на КС, кут піднесення та похилу дальність.
3. смугу частот необхідну для передачі 1 несучої, модульованої кодованим ЦС і відношення «сигнал/шум» на вході приймальної ЗС, потрібне для забезпечення Кош=10^-7.
4. максимальну кількість несучих передаються в 1 стволі ССС і визначити Pпер. КС на 1, що несе в багатосигнальному режимі
5. Визначити для ЗС та КС ЕІІМ та добротність.
6. Для ЗС вибрати діаметр Кус. Антени та потужність передавача.
7. Побудувати діаграму рівнів сигналу всім ділянок супутникової лінії зв’язку.
8. Скласти структурну схему ЗС

Вихідні дані

Розрахунок

1. Розрахунок Зони обслуговування

Для визначення параметрів променя КС географічні координати крайніх точок обслуговування перераховуються в кути сферичної системи координат (кутової супутникової проекції).

© Реферат плюс