Детали машин : Спутниковые мультисервисные системы и цифровые РРЛ
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 «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 a=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.)
- 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 a=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 «сигнал/шум» 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 lсп. ° В.Д.
|
145
|
4
|
Широта центра ЗО fзо. ° С.Ш.
|
53
|
5
|
Долгота центра ЗО lзо. ° В.Д
|
158
|
6
|
Протяженность ЗО в направлении Юг – Север lш км
|
1200
|
7
|
Протяженность ЗО в направлении Запад –
Восток lд км
|
800
|
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.
|