ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Кафедра ТОРС

Сдана на проверку Допустить к защите

«____»____________2015г. «____»____________2015г.

Защищена с оценкой _____

«____»____________2015г.

Курсовая работа по дисциплине ССРС и СИЗ

«Расчёт основных проектных параметров спутниковых систем связи»

Вариант №19

Пояснительная записка

на 20 листах

Студент группы ИБТС- 12 ______________ Рощина И.Г.

(роспись)

Руководитель ______________ Журавлев А.А.

(роспись)

Самара

2015г.

Рецензия

Содержание

Y

Содержание 3

1. Задание на курсовой проект и исходные данные 3

1.2 Выбор модуляции 4

1.3 Определение необходимой полосы частот 7

1.4 Выбор конкретной полосы частот 7

1.5 Расчет затухания в антенно-фидерных устройствах 8

1.6 Расчёт потерь в атмосфере при минимальном угле места 8

1.7 Расчет суммарных потерь в тракте передачи 11

1.8 Расчет мощности шумов на входе приёмной антенны 11

2. Расчёт коэффициента усиления антенны, дальности связи, эффективной площади приёмной антенны 13

Расчёт отношения сигнал/шум 17

Выбор оптимального варианта построения радиосистемы 18

Список использованной литературы 19

1. Задание на курсовой проект и исходные данные

Рассчитать основные проектные параметры системы передачи информации с космического аппарата на сеть наземных станций. Передача информации должна осуществляться одновременно на все наземные станции в подспутниковой зоне видимости. Система должна обладать следующими техническими характеристиками:

• скорость передачи информации - 10 Мбит/с;

• средняя вероятность ошибки на бит – не более ;

• орбита – круговая, высота – 300 км;

• диаграмма направленности передающей антенны должна обеспечивать равную плотность потока мощности сигнала в каждой точке подспутниковой зоны (зоны радиовидимости);

• диапазон частот – 7-8 ГГц (выбрать по PC);

• длина фидерного тракта (борт) – 1,5 м;

• длина фидерного тракта (земля) – 4,5 м;

• рабочие углы места системы – более ;

• эквивалентная шумовая температура приемного тракта – определить самостоятельно;

Выбрать и обосновать модуляции, необходимость применения, вид и эффективность кодирования.

2. Выбор модуляции

Особенностью спутниковых систем связи является необходимость работать в условиях сравнительно низкого отношения сигнал/шум, вызванного несколькими факторами:

• Значительной удаленностью приемника от передатчика;

• Ограниченной мощностью спутника (невозможностью вести передачу на большой мощности).

В связи с этим спутниковая связь плохо подходит для передачи аналоговых сигналов. Поэтому для передачи речи её предварительно оцифровывают, используя, например, импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ). Для передачи цифровых данных по спутниковому каналу связи они должны быть сначала преобразованы в радиосигнал, занимающий определенный частотный диапазон.

Для этого применяется модуляция (цифровая модуляция называется также манипуляцией). Наиболее распространенными видами цифровой модуляции для приложений спутниковой связи являются фазовая манипуляция и квадратурная амплитудная модуляция.

Например, в системах стандарта DVB-S2 применяются QPSK, 8-PSK, 16–PSK

Модуляция производится на земной станции. Модулированный сигнал усиливается, переносится на нужную частоту и поступает на передающую антенну. Спутник принимает сигнал, усиливает, иногда регенерирует, переносит на другую частоту и с помощью определённой передающей антенны транслирует на землю. Из–за низкой мощности сигнала возникает необходимость в системах исправления ошибок.

Произведем сравнение QPSK (квадратурно-фазовой модуляции), 8-PSK (восьмипозиционной фазовой модуляции) и 16-APSK на вероятность битовой ошибки от отношения сигнал/шум.

Рис. 1. Зависимость вероятности битовой ошибки от E_b/N₀

Сравнение данных видов модуляции показало, что самым оптимальным видом является простая квадратурно-фазовая модуляция (QPSK), так как занимаемая ей полоса минимальна (Т_кс=2Т_с) и требуемые показатели сигнал/шум также являются минимальными. Исходя из всего этого, можно сделать вывод, что для коэффициента побитовых ошибок 10^-6 при модуляции типа QPSK отношение сигнал/шум примерно равно 10,5 дБ.

При пересчете в разы получим:

Рис. 2. Отображение возможных положений фазы сигнала на комплексной плоскости при QPSK модуляции.