Спутниковые мультисервисные системы и цифровые РРЛ
Введение
Системы спутниковой связи (ССС) появились в середине 60-х годов. ССС используются для обмена телефонными, документальными сообщениями и сигналами, а также для ТВ и радио вещания, организации конференцсвязии в системах глобального позиционирования. Все ССС включают в себя космические станции (КС) и сеть наземных станций (НС). По охватываемой территории, принадлежности и системе управления ССС можно подразделить на международные и национальные. К основным показателям ССС можно отнести:
- зону обслуживания
- пропускную способность системы
- параметры орбит и число ИСЗ
- точку размещения на геостационарной орбите
- методы модуляции
- качество организуемых каналов
В пределах каждой ССС можно различить несколько типов ЗС со следующими основными параметрами:
1. рабочим диапазоном частот
2. добротностью
3. эквивалентной изотропной излучаемой мощностью (ЭИИМ)
4. диаметром зеркала антенны
КС отличается от ЗС по следующим параметрам:
- методу ретрансляции (с обработкой сигналов (демодуляцией, регенерацией) или без (усиление, фильтрация и преобразование частоты))
- количеством стволов и их пропускной способностью
- размером и количеством зон покрытия определяемых шириной диаграмм направленности антенн КС и их точками прицеливания.
- сроком службы
Для фиксированных спутниковых служб в Европе, Африке, странах бывшего СССР Монголии и странах среднего востока используются следующие частоты: 6/4, 8/7, 14/11 и 30/20 ГГц. При этом более высокая частота используется для линии ВлвверхВ». Эти частоты используются и в РРЛ прямой видимости и поэтому, на параметры КС и ЗС накладываются жесткие параметры ЭМС.
При цифровой передаче используется ФМ уровня 2, 4 или8, при этом наиболее эффективной является 4ФМ. ФМ большей кратности , а также КАМ не используется из-за низкой помехоустойчивости и трудности достижения высокого отношения Влсигнал-шумВ» на входе демодулятора ЗС.
Фильтры в модуляторе и демодуляторе выбирают таким образом, чтобы на выходе тракта (входе РУ) спектр цифрового сигнала был равномерным с Вл скруглением В» по краям в форме Влприподнятого косинусаВ» с коэффициентом скругления α=0.2..0.3, что обеспечивает отсутствие межсимвольных искажений.
Для передачи ЦС в ССС применяют помехоустойчивое кодирование. Использованием такого кодирования добиваются значения коэффициента ошибок Рош=10-10тАж 10-11
Сегодня широко используются коды двух основных классов:
- Блоковые коды ( последовательность данных делится на блоки из k символов, каждому блоку ставится в соответствие кодовая комбинация из n символов (n>k), которая передается по каналу связи с добавлением r=n-k проверочных символов. Такой код характеризуется кодовой скоростью R=k/n и максимальным количеством ошибок t в кодовой комбинации, которые он может исправить.)
- Сверточные коды (избыточные символы добавляются непрерывно, кодовая комбинация на выходе зависит не только от входных символов, но и от блоков поступивших ранее ( кодер содержит память на S двоичных символов). Длина блока инф. символов k бывает небольшой (1 тАУ 7 бит), а число n символов на выходе кодера в ответ на каждый входной блок определяет кодовая скорость R=k/n.)
Применение таких кодов позволяет не только снизить вероятность ошибки, но и получить энергетический выигрыш (ЭВК), на величину которого можно уменьшить мощность передатчика. При этом расширяется полоса частот т.к. необходимо передавать избыточные символы. В ССС применяют сверточные коды с S<10 и кодовыми скоростями 1/2, 2/3, 3/4, и 7/8. Для декодирования используют алгоритм Виттерби. При этом ЭВК достигает 5тАж6 дБ при R=1/2 и Kош на выходе =10-6
Для увеличения ЭВК и уменьшения Рош. используют каскадное кодирование. В качестве внешнего кода используют код Рида тАУ Соломона. Затем, символы перемежают и подают на внутренний кодер, обычно сверточный. После декодирования внутреннего кода символы деперемежаются, в результате чего пакеты ошибок разбиваются на одиночные ошибки, которые легко исправляются внешним кодом. Величина ЭВК при таком кодировании достигает 8тАж9 дБ.
Московский Технический Университет Связи и Информатики
Курсовой проект
Спутниковые мультисервисные системы и цифровые РРЛ
Выполнил: Мартынов Г.Л
Группа: Р19831
ВлМОСКВА 2003В»
Задание
В проектируемой ССС используется МД с ЧРК и режим передачи IDR. Коэффициент скругления α=0.2. Связь осуществляется в диапазоне 6/4 ГГц.
Определить:
- зону покрытия КС и параметры передающей антенны, ширину ДН антенны по половинной мощности и Кус.
- азимут на КС, угол возвышения и наклонную дальность.
- полосу частот необходимую для передачи 1 несущей, модулированной кодированным ЦС и отношение Влсигнал/шумВ» на входе приемной ЗС, требующееся для обеспечения Кош=10-7.
- максимальное количество несущих передаваемых в 1 стволе ССС и определить Pпер. КС на 1 несущую в многосигнальном режиме
- Определить для ЗС и КС ЭИИМ и добротность.
- Для ЗС выбрать диаметр Кус. Антенны и мощность передатчика.
- Построить диаграмму уровней сигнала для всех участков спутниковой линии связи.
- Составить структурную схему ЗС
Исходные данные
1 |
Скорость передачи цифрового сигнала Bc., кбит/с |
1544 |
2 |
Скорость кода R |
0.5 |
3 |
Позиция ИСЗ на ГО λсп. В° В.Д. |
145 |
4 |
Широта центра ЗО ϕзо. В° С.Ш. |
53 |
5 |
Долгота центра ЗО λзо. В° В.Д |
158 |
6 |
Протяженность ЗО в направлении Юг тАУ Север lш км |
1200 |
7 |
Протяженность ЗО в направлении Запад тАУ Восток lд км |
800 |
8 |
Мощность передатчика КС Ркс. Вт |
20 |
9 |
Шумовая температура приемника КС Рпр кс В° К |
Расчет
- Расчет Зоны обслуживания
Для определения параметров луча КС, географические координаты крайних точек обслуживания пересчитываются в углы сферической системы координат ( угловой спутниковой проекции.
Вместе с этим смотрят:
Спутниковые системы обеспечения безопасности мореплаванияСредства отладки электронных схем
Средства радиоконтроля
Стандарты схем и их разновидности