12628987_1117486PR07

Семестр 2. Тема №7. Системы спутникового ТВ вещания

1. Определить свой номер варианта Nvar в соответствии с номером в списке группы Ngr. Если 1 ≤ Ngr ≤ 15, то Nvar = Ngr. Если 16 ≤ Ngr ≤ 30, то Nvar = Ngr – 15. Если 31 ≤ Ngr ≤ 45, то Nvar = Ngr – 30.

2. Выбрать спутник для приема ТВ вещания в городе по варианту в соответствии с табл.7.1. Спутник должен передавать программы на русском языке в Ku диапазоне. Записать в отчет название спутника и значение долготы, на которой он расположен.

Таблица 7.1

3.Выписать в отчет названия русскоязычных мультиплексов или/и программ, передаваемых через данный спутник. Указать номера и несущие частоты каналов, в которых эти мультиплексы передаются.

4.Найти в Интернете и скопировать в отчет карту зон покрытия выбранного спутника в Ku диапазоне. Определить по карте и записать в отчет значение эквивалентной изотропной излучаемой мощности (PЭИИМ) выбранного спутника для заданного города.

5.Найти в Интернете или других источниках географические координаты заданного города. Рассчитать расстояние от выбранного спутника до города.

6.Рассчитать отношение С/Ш на выходе конвертора спутникового ТВ. При расчете принять шумовую температуру антенны Tша = 120 К, коэффициент шума приемника Kш = 1 дБ, температуру окружающей среды T0 = 290 К, коэффициент усиления приемной антенны Gпр = 40 дБ, потери в приемной антенне и фидере bпр = 6 дБ, ширину полосы частот канала связи ∆f = 27 МГц. Значение несущей частоты взять для одного из вещаемых спутником каналов.

Используя ранее изученные сведения о помехоустойчивости стандарта DVB-S2, сделать вывод о возможности приема спутникового цифрового ТВ при заданных в задаче условиях.

Приложение

П1. Расчет расстояния от спутника до пункта на поверхности Земли. Пример расчета для города Москва

1. Географические координаты г. Москва 53о с.ш., 38о в.д. Орбитальная позиция ИСЗ 36о в.д. Разница долгот ∆λC’ = 2о. Точка прицеливания совпадает с координатами города. Радиус Земли RЗ = 6378 км, радиус геостационарной орбиты RГСО = 42253 км.

2. Определяем центральный угол ψ0 между направлениями от центра Земли на ИСЗ и на точку приема C'. Для этого используем систему декартовых координат с началом в центре Земли О, осью X направленной на ИСЗ и осью Z направленной на северный полюс (рис.7.1).

Рисунок 7.1 Система угловых координат точек на поверхности Земли, связанная с ИСЗ

В такой системе точка на экваторе под ИСЗ имеет координаты (RЗ,0,0), а точка приема координаты RЗ (cosϕC' cos∆λC',cosϕC' sin ∆λC',sinϕC' ). Угол ψ между двумя векторами r1 и r2 определяется по формуле

где в числителе скалярное произведение векторов, а в знаменателе произведение их длин. Таким образом,

ψ0 = arccos(cosϕC' cos∆λC' )= arccos(0,602 0.999)= 53o .

3.Определяем расстояние от ИСЗ до точки приема с использованием теоремы косинусов

d = RЗ2 + RГСО 2 − 2RЗ RГСО cosψ 0 = 422530,023 +1− 0,302 0,602 = 38753 км .

П2. Расчет отношения С/Ш Запишем выражение для расчета отношения мощностей сигнала и шума на

входе приемника спутникового канала связи С/Ш = Pпр / Nш .

где Pпр – мощность принятого сигнала, Nш – мощность шума. Мощность принятого сигнала определяется равенством

Pпр = PЭИИМ + Gпр − bпр − 20lg(4πd / λ), дБВт ,

где PЭИИМ – эквивалентная изотропная излучаемая мощность выбранного спутника для заданного города (дБВт), Gпр – коэффициент усиления приемной антенны (дБ), bпр – потери мощности в приемной антенне и фидере (дБ). Последнее слагаемое показывает потери мощности при распространения волны в свободном пространстве. Его можно выразить в удобном для расчетов виде

L0 = 20(lg f + lgd)+ 32,45, дБ.

где f – частота, МГц, d – расстояние от спутника до точки приема, км. Мощность Nш теплового шума определяется равенством

Nш = k(Tша +Tшпр )∆f , Вт,

где k = 1,38·10-23 Вт/(Гц·град) – постоянная Больцмана, ∆f – ширина полосы частот, Гц, Tша – шумовая температура антенны, зависящая от частотного диапазона, состояния атмосферы и других факторов, Tшпр – шумовая температура приемника, определяемая соотношением

Tш = (Kш −1)T0 .

Здесь T0 – температура окружающей среды (К), Kш – безразмерный коэффициент шума, показывающий уменьшение отношения сигнал/шум из-за собственных шумов приемника и связанный с задаваемым коэффициентом шума в дБ равенством

Kш дБ = 10lg(Kш ).