Проблемы покрытия сотовой сети на пассажирском судне, архитектура мобильной связи на пароме, анализ необходимого трафика. Выбор орбиты, частотного диапазона, технологии передачи. Энергетический расчет спутниковой линии восходящего и нисходящего участков.
Аннотация к работе
Необходимость глубокого изучения и разработки инновационных технологий мобильного и беспроводного широкополосного доступа в сети связи требует объединения научных сил и потенциала ученых различных отраслей и технологической направленности. Стоящие задачи конвергенции различных видов сетей и услуг связи могут быть решены на основе взаимного обогащения двух важнейших научных направлений: развития современных телекоммуникаций сетей беспроводного широкополосного доступа и сетей мобильной связи. Таким образом, дипломный проект ставит основной задачей развитие систем связи на транспорте, а именно оснащение мобильной связью посредством спутниковой линии парома сообщением Калининград - Санкт-Петербург. Целью дипломного проекта является обоснование параметров многоканальной телекоммуникационной системы, предназначенной для обеспечения пассажиров парома мобильной связью, а также доступом к сети Internet. Актуальность проекта заключается в том, что паром несколько дней плывет в нейтральных водах и находится вне зоны досягаемости базовых станций мобильной связи, вследствие чего пассажиры не могут обмениваться какой либо информацией с материком.В этом случае при построении радиотелефонной спутниковой сети необходимо учитывать, что: · Спутники должны оснащаться высокоточной системой ориентации для удержания луча их антенны в заданном направлении На такой орбите спутник располагается на высоте 36000 км и находится постоянно над определенной точкой экватора Земли. В системах, использующих КА, расположенные на таких орбитах, задержка распространения сигналов через спутник-ретранслятор составляет примерно 130 мс, что практически неуловимо для человеческого слуха и, следовательно, позволяет использовать такие спутники для радиотелефонной связи. Системы, использующие спутники с высотой орбиты 700 - 1500 км, имеют лучшие энергетические характеристики радиолиний, чем системы с высотой орбит спутников, равной примерно 10000 км, но уступают им в продолжительности активного существования КА. С увеличением высоты орбиты КА зона прямой видимости спутника-ретранслятора и абонента увеличивается, что приводит к уменьшению количества спутников, необходимого для обеспечения непрерывной связи.В соответствии с заданием в дипломной работе обоснована телекоммуникационная система и выполнены практические расчеты элементов системы, обеспечивающей связью пассажиров парома сообщением Калининград-Санкт-Петербург, через спутниковую линию связи. В процессе выполнения дипломного проекта получены следующие практические результаты: 1. Разработана модель информационной телекоммуникационной системы связи и обоснованы ее параметры. Выполнена оценка планового трафика сети и рассчитана необходимая пропускная способность. Рассчитано затухание сигнала на линии радиосвязи, энергетические параметры приемных и передающих устройств, коэффициент усиления антенн земной станции и ретранслятора на прием и на передачу выходная мощность передатчиков земной станции и ретранслятора связи на ИСЗ.
Введение
Стремительное развитие телекоммуникаций вызвало в жизни Российского общества явление, названное мобильной и беспроводной революцией. Необходимость глубокого изучения и разработки инновационных технологий мобильного и беспроводного широкополосного доступа в сети связи требует объединения научных сил и потенциала ученых различных отраслей и технологической направленности. Стоящие задачи конвергенции различных видов сетей и услуг связи могут быть решены на основе взаимного обогащения двух важнейших научных направлений: развития современных телекоммуникаций сетей беспроводного широкополосного доступа и сетей мобильной связи.
Калининградская область занимает особое географическое местоположение, она находится в центре Европы и является связующим звеном между Россией и странами запада. Следовательно, должна соответствовать статусу европейских стран и иметь развитую телекоммуникационную инфраструктуру. Поэтому модернизация, развитие и внедрение современных систем связи является актуальнейшей задачей для нашего региона.
Таким образом, дипломный проект ставит основной задачей развитие систем связи на транспорте, а именно оснащение мобильной связью посредством спутниковой линии парома сообщением Калининград - Санкт-Петербург. В задачу проекта входит энергетический расчет системы, выбор необходимых параметров, таких как количество каналов, скорость передачи данных, размер и форма антенны, выбор цифровой системы.
Целью дипломного проекта является обоснование параметров многоканальной телекоммуникационной системы, предназначенной для обеспечения пассажиров парома мобильной связью, а также доступом к сети Internet.
Актуальность проекта заключается в том, что паром несколько дней плывет в нейтральных водах и находится вне зоны досягаемости базовых станций мобильной связи, вследствие чего пассажиры не могут обмениваться какой либо информацией с материком. Данный проект позволит открыть доступ не только к мобильной связи, но и к «всемирной паутине».
Первая глава освещает проблемы покрытия сотовой сети на пассажирском судне, представляет архитектуру мобильной связи на пароме и приводит количественный анализ необходимого трафика.
Во второй главе произведен обзор спутниковых систем, выбрана орбита, частотный диапазон, технология передачи данных.
Третья глава посвящена энергетическому расчету спутниковой линии восходящего и нисходящего участков. Рассчитана наклонная дальность на участках радиолинии, затухание сигнала, шумовая температура, коэффициент усиления антенн земной станции и ретранслятора на прием и передачу, мощности передатчиков земной станции и ретранслятора связи на ИСЗ.
В четвертой главе произведен расчет приемной антенны по схеме Кассегрена: геометрических параметров антенны, параметров облучателя и питающей линии.
В пятой главе описываются системы для организации покрытия сети на пароме. Обосновывается выбор предпочтительного оборудования. Показана система построения сети для парома, где пространство каюты экранировано. Разработаны предложения по сети связи в каютах.
1. Анализ планового трафика сети
Трасса парома сообщением Калининград-Санкт-Петербург протяженностью 700 км, пролегает в нейтральных водах Балтийского моря. На таком расстоянии радиус покрытия базовых станций мобильной связи, находящихся на берегу, конструктивно не достигает трассы прохождения судна и, следовательно, связь на пароме не может быть организована обычным способом. Корабль находится в плавании двое судок, при этом деловые люди, а также отдыхающие могут испытывать дискомфорт, связанный с потребностью в связи, управлением своими делами на материке, а также с невозможностью получения новостей. Задачей данного проекта ставится обеспечение судна сотовой связью, а также возможностью подключения к сети Internet, через спутниковую линию связи.
1.1 Архитектура мобильной связи парома
Сотовая связь на пароме организуется так. Сигнал из наземной сотовой сети «поднимается» на спутник связи, откуда принимается антенной, установленной на корпусе судна и передается на фемто или пикосоту, установленную внутри салона. Сотовые телефоны пассажиров салона связываются с этой внутренней сотой для приема сигнала, поступившего через спутник с земли и передачи сигнала на землю по той же «цепочке».
Рис. 1.1. Архитектура сотовой связи парома
1.2 Расчет планового трафика сети.
Опыт эксплуатации систем связи за последнее время показал возможности и параметры, необходимые для расчета трафика при использовании различных приложений.
Таблица 1. Общие характеристики трафика разных приложений
Вывод
В соответствии с заданием в дипломной работе обоснована телекоммуникационная система и выполнены практические расчеты элементов системы, обеспечивающей связью пассажиров парома сообщением Калининград-Санкт-Петербург, через спутниковую линию связи.
В процессе выполнения дипломного проекта получены следующие практические результаты: 1. Разработана модель информационной телекоммуникационной системы связи и обоснованы ее параметры.
2. Выполнена оценка планового трафика сети и рассчитана необходимая пропускная способность.
3. Обоснована спутниковая система, ее частотный диапазон и технология передачи данных.
4. Рассчитано затухание сигнала на линии радиосвязи, энергетические параметры приемных и передающих устройств, коэффициент усиления антенн земной станции и ретранслятора на прием и на передачу выходная мощность передатчиков земной станции и ретранслятора связи на ИСЗ.
Коэффициент усиления антенны земной станции ;
ретранслятора - .
Рассчитанная выходная мощность передатчиков земной станции ;