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:

1. зону обслуживания

2. пропускную способность системы

3. параметры орбит и число ИСЗ

4. точку размещения на геостационарной орбите

5. методы модуляции

6. 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:

1. методу ретрансляции (с обработкой сигналов (демодуляцией,

регенерацией) или без (усиление, фильтрация и преобразование частоты))

2. количеством стволов и их пропускной способностью

3. размером и количеством зон покрытия определяемых шириной диаграмм

направленности антенн КС и их точками прицеливания.

4. 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 «вверх». 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 «сигнал-шум» на входе демодулятора ЗС.

Фильтры в модуляторе и демодуляторе выбирают таким образом, чтобы на выходе

тракта (входе РУ) спектр цифрового сигнала был равномерным с « скруглением

» по краям в форме «приподнятого косинуса» с коэффициентом скругления

?’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=10-10… 10-11

Сегодня широко используются коды двух основных классов:

1. 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.)

2. 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 – 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 5…6 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 – 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 8…9 дБ.

Московский Технический Университет Связи и Информатики

Курсовой проект

Спутниковые мультисервисные системы и цифровые РРЛ

Выполнил: Мартынов Г.Л

Группа: Р19831

«МОСКВА 2003»

Задание

В проектируемой ССС используется МД с ЧРК и режим передачи IDR. Коэффициент

скругления ?’0.2. Связь осуществляется в диапазоне 6/4 ГГц.

Определить:

1. зону покрытия КС и параметры передающей антенны, ширину ДН антенны по

половинной мощности и Кус.

2. азимут на КС, угол возвышения и наклонную дальность.

3. полосу частот необходимую для передачи 1 несущей, модулированной

кодированным ЦС и отношение «сигнал/шум» на входе приемной ЗС,

требующееся для обеспечения Кош=10-7.

4. максимальное количество несущих передаваемых в 1 стволе ССС и

определить Pпер. КС на 1 несущую в многосигнальном режиме

5. Определить для ЗС и КС ЭИИМ и добротность.

6. Для ЗС выбрать диаметр Кус. Антенны и мощность передатчика.

7. Построить диаграмму уровней сигнала для всех участков спутниковой

линии связи.

8. Составить структурную схему ЗС

Исходные данные

|1 |Скорость передачи цифрового сигнала Bc., |1544 |

| |кбит/с | |

|2 |Скорость кода R |0.5 |

|3 |Позиция ИСЗ на ГО ?сп. ° В.Д. |145 |

|4 |Широта центра ЗО ?зо. ° С.Ш. |53 |

|5 |Долгота центра ЗО ?зо. ° В.Д |158 |

|6 |Протяженность ЗО в направлении Юг – Север lш |1200 |

| |км | |

|7 |Протяженность ЗО в направлении Запад – Восток|800 |

| |lд км | |

|8 |Мощность передатчика КС Ркс. Вт |20 |

|9 |Шумовая температура приемника КС Рпр кс ° К | |

Расчет

1. Расчет Зоны обслуживания

Для определения параметров луча КС, географические координаты крайних точек

обслуживания пересчитываются в углы сферической системы координат ( угловой

спутниковой проекции.