Расчёт основных проектных параметров спутниковых систем связи - Курсовая работа

B целом любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов: космического (или космической группировки), наземного (наземные станции обслуживания, станции сопряжения), и пользовательского сегмента (непосредственно терминалы, находящиеся у потребителя). По типу используемых орбит спутниковые системы связи делятся на два класса: Системы со спутником на геостанционной орбите (GEO) (высота 36 000 км; количество спутников для GEO-группировки - 3, один спутник покрывает 34% земной поверхности, задержка при передачи речи для глобальной связи - 600 мс) и негеостанционные. Негеостанционные спутниковые системы в свою очередь подразделяются на: средневысотные МЕО (высота 5000-15000 км; количество космических аппаратов 8-12; зона покрытия одним спутником 25-28%; задержка при передаче речи 250-400 мс) и низкоорбитальные LEO (высота - 300-2000 км; количество космических аппаратов - 48-66; зона покрытия одним спутником-3-7%; задержка при передачи речи для глобальной связи 170-300 мс). Большинство существующих спутниковых систем связи имеют геостанционные группировки спутниковых группировки, что легко объяснимо: небольшое количество спутников, охват всей земной поверхности. Поэтому первоначально большинство спутниковых систем связи обеспечивали в основном фиксированную спутниковую связь (связь между стационарными объектами), и лишь с внедрением цифровых методов связи и запуском негеостанционных космических аппаратов широкое развитие получила подвижная спутниковая связь.В проекте требуется рассчитать основные параметры системы передачи информации с космического аппарата на сеть наземных станций. Определить необходимую полосу частот с учетом скорости передачи и типа модуляции. -В соответствии с регламентом связи выбрать конкретную полосу частот, при этом указать в каком диапазоне она находится, дать описание диапазона.средняя вероятность ошибки на битне более 10-6; диаграмма направленности передающей антенны должна обеспечивать равную плотность потока мощности сигнала в каждой точке подспутниковой зоны (зоны радиовидимости); диапазон частот7-8 ГГЦ (выбрать по РС);Как известно, значение параметра h2 зависит от расстояния между сигналами или кодовыми комбинациями ансамбля, избыточности и основания кода. При этом повышение избыточности и основания кода приводят к выигрышу по h2, но сопровождаются увеличением полосы частот, занимаемой сигналами. Для системы с ограниченной мощностью, где имеется достаточная полоса пропускания, но есть дефицит мощности (например, системы космической связи) возможны следующие компромиссы: 1) уменьшение Рв за счет полосы пропускания при фиксированном Eb/N0; 2) снижение Eb/N0 за счет полосы пропускания при фиксированной Рв. Исходя из того что проектная скорость не велика (5 Мб/с), и необходимое значение отношения сигнал/шум может достигаться при относительно малых значениях мощности передатчика.Необходимая ширина полосы частот (НШП) - это ширина полосы частот, которая достаточна при данном классе излучения для обеспечения передачи сообщений с необходимой скоростью и качеством при определенных условиях.Так как требуемая проектная скорость не велика, и выбранный вид модуляции способен обеспечить заданное качество передачи информации, то от кодирования решено было отказаться в виду усложнения, и, следовательно, удорожания проекта при его применении.В соответствии с Регламентом Связи выберем диапазон частот, в котором будет работать проектируемая система. По заданию этот диапазон должен находиться в пределах 7-8 ГГЦ. Возьмем диапазон в который укладывается рассчитанная НШП, равный 7,25-7,30 ГГЦ. Этот диапазон предназначен для фиксированной, фиксированной спутниковой (космос - Земля) и подвижной связи.Затухание в АФУ определим, пользуясь справочником. В качестве фидеров будем использовать прямоугольный волновод.В диапазоне частот, выделенных для спутниковых систем связи влияние атмосферы проявляется в виде ослабления (поглощения) радиоволн в тропосфере и ионосфере, искривления траектории луча в результате рефракции изменения формы и вращения плоскости поляризации радиоволн и появления помех, обусловленных тепловым излучением атмосферы и шумами поглощения. Установлено, что в диапазонах частот свыше 500 МГЦ основное поглощение осуществляется тропосферой, а точнее, газами тропосферы: кислородом, водяными парами, а также дождем и прочими гидрометеорами. Поглощение в спокойной (невозмущенной) атмосфере без гидрометеоров определяется величиной La. Данное поглощение представляет собой как бы постоянную составляющую потерь, имеющих место в течение 100% времени. Воспользуемся приведенными графиками зависимости поглощения радио волн в спокойной атмосфере от частоты при различных углах места антенны земной станции, определим величину La.

Оглавление

Введение

1. Задание

2. Исходные данные

3. Выбор типа модуляции

4. Определение необходимой полосы частот

5. Кодирование

6. Выбор конкретной полосы частот

7. Расчет затухания в антенно-фидерных устройствах

8. Расчет потерь в атмосфере при минимальном угле места

9. Расчет суммарных потерь в тракте передачи

10. Расчет мощности шумов на входе приемной системы

11. Расчет коэффициента усиления антенны, дальности связи

12. Расчет отношения сигнал/шум

13. Выбор оптимального варианта построения радиосистемы

Заключение

Список литературы

Любая система связи, в конечном счете, зависит от некоторых основных системных параметров, которые и определяют качество связи.

Так, для систем спутниковой связи это тип орбиты ее космического сегмента и характеристики орбиты. B целом любая спутниковая система связи состоит из трех сегментов: космического (или космической группировки), наземного (наземные станции обслуживания, станции сопряжения), и пользовательского сегмента (непосредственно терминалы, находящиеся у потребителя).

По типу используемых орбит спутниковые системы связи делятся на два класса: Системы со спутником на геостанционной орбите (GEO) (высота 36 000 км; количество спутников для GEO-группировки - 3, один спутник покрывает 34% земной поверхности, задержка при передачи речи для глобальной связи - 600 мс) и негеостанционные.

Негеостанционные спутниковые системы в свою очередь подразделяются на: средневысотные МЕО (высота 5000-15000 км; количество космических аппаратов 8-12; зона покрытия одним спутником 25-28%; задержка при передаче речи 250-400 мс) и низкоорбитальные LEO (высота - 300-2000 км; количество космических аппаратов - 48-66; зона покрытия одним спутником- 3-7%; задержка при передачи речи для глобальной связи 170-300 мс).

Большинство существующих спутниковых систем связи имеют геостанционные группировки спутниковых группировки, что легко объяснимо: небольшое количество спутников, охват всей земной поверхности. Однако большая задержка сигнала делает их применимыми, как правило, только для радио- и телевещания. Для систем радиотелефонной связи большая задержка сигнала крайне не желательна, так как приводит к плохому качеству связи и повышению стоимости пользовательского сегмента. Поэтому первоначально большинство спутниковых систем связи обеспечивали в основном фиксированную спутниковую связь (связь между стационарными объектами), и лишь с внедрением цифровых методов связи и запуском негеостанционных космических аппаратов широкое развитие получила подвижная спутниковая связь. Современные системы подвижной спутниковой связи совместимы с традиционными наземными системами подвижной связи (в первую очередь - с цифровыми сотовыми), и взаимодействие сетей подвижной спутниковой радиосвязи с телефонной сетью общего пользования возможна на любом уровне (местном, внутризоновом, междугородном).

Рисунок 1. Схема спутниковой системы связи

B данной пояснительной записке к проектированию приведен пример энергетического расчета спутниковой линии связи, расчет основных проектных параметров системы передачи информации с космического аппарата (КА) на наземный пункт, с характеристиками в соответствии с индивидуальным заданием. Основной особенностью спутниковых линий является наличие больших потерь сигнала, обусловленных затуханием его энергии на трассах большой физической протяженности.

Помимо этого основного затухания в пространстве, сигнал в линиях спутниковой связи подвержен влиянию большого числа других факторов, таких как поглощение в атмосфере, рефракция и т.д. С другой стороны на приемное устройство КА и наземной станции кроме собственных флуктуакционных шумов воздействуют разного рода помехи в виде излучения из космоса, планет. Поэтому необходим учет различных факторов, который позволяет осуществить оптимальное проектирование радиосистемы, обеспечить ее уверенную работу и, в тоже время исключить излишние энергетические запасы, приводящие к неоправданному увеличению сложности земной и бортовой аппаратуры.

Основной целью проектирования является закрепление и углубление знаний, полученных при изучении сетей и систем радиосвязи, решение конкретной задачи проектирования системы.