Академия федеральной службы охраны

Российской Федерации

Кафедра № 22

Курсовой проект

Дисциплина: Космические и наземные системы радиосвязи и сети телерадиовещания

Тема: Основы оптимального проектирования систем спутниковой связи

Исполнил: к-т Пинчуков А.И.

Руководитель: п\п-к Дубровин А. Г.

Оценка: “___________”

Орёл 2011

Оглавление

1. Исходные данные ………………………………………………………….3 Введение…………………………………………………………………......4 Анализ исходных данных. Постановка задачи на проектирование…5 Энергетика спутниковой линии связи. Диаграмма уровней радиосигнала на участках ЗС-РС и РС-………………………………….7

2. Расчет целеуказания…………………………………………………….....9 Расчёт ослабления радиосигнала на участках линии спутниковой связи…………………………………………………………………………10

3. Расчёт энергетических параметров Сети Спутниковой связи ……..13 Методика расчета используемого частотно-энергетического ресурса ретранслятора……………………………………………………15

4. Оценка эффективности использования частотно-энергетического ресурса ретранслятора……………………………………………………17

5. Заключение…………………………………………………………………20

6. Литература………………………………………………………………….21

7. Приложение №1…………………………………………………………….22

8. Приложение №2…………………………………………………………….23

   Исходные данные

Точка стояния и тип спутника: ; (Экспресс АМ-22)

Место стояния ЗС: Орёл ( ; )

Диапазон: ; ГГц

Скорость ЦИ: (E1)

Требования на качество связи: ;

Вид модуляции: QPSK

Скорость кодирования: нет

Характеристика ЗС: n_ш=2 Дб

Тип ПРМ: Когер.

Разработать и обосновать: Прд.

Введение

Проектирование космических линий связи представляет собой процесс конкретного решения технико-экономических задач по расчёту энергетических характеристик аппаратуры, строительных параметров линии, эксплуатационных показателей системы связи. При этом должны быть максимально удовлетворены заданные технические требования при минимальных экономических затратах.

Основными техническими требованиями, предъявляемыми к линии, являются следующие: пропускная способность, достоверность передачи сообщений, помехозащищённость, надёжность и живучесть, электромагнитная совместимость с другими линиями, массогабаритные параметры, время развёртывания.

В задачу проектировщиков линий входят реализация заданных и обоснование (выбор) других тактико-технических требований на основе анализа конкретных технических решений.

К решениям, определяющим структуру линий и станций, а также их технические характеристики, относятся следующие:

• выбор и инженерное обоснование структуры линий и станций, метода объединения (разделения) каналов ТЧ или цифровых потоков, способов модуляции, демодуляции и обработки сигналов, диапазона рабочих частот, типа антенных устройств;

• энергетический расчёт интервалов, линий и обоснование на его базе основных энергетических характеристик приёмопередающего и параметров антенного оборудования станций;

• разработка (обоснование) структуры приёмников, передатчиков, антенно-фидерного тракта станций.

Первое решение, касающееся структуры линии, принимается до и в процессе энергетического расчёта линии. Это важный этап в разработке новых систем. Его цель состоит в обоснованном выборе энергетических параметров аппаратуры: мощности передатчика, коэффициента шума (шумовой температуры) приёмника, коэффициента усиления антенн и потерь в антенно-фидерном (волноводном) тракте. После энергетического расчёта определяются (обосновываются) структура станций и элементная база, уточняется структура линии, проводится её технико-экономическое обоснование.

В настоящем курсовом проекте рассматривается применение одной из методик графо-аналитического расчёта и проводится обоснование энергетических параметров цифровой спутниковой линии связи специального назначения в типовых условиях их развёртывания и применения.

1. Анализ исходных данных. Постановка задачи на проектирование

Данный этап проектирования линии связи оказывает существенное влияние на все последующие, поэтому его необходимо грамотно выполнить.

В процессе анализа исходных данных для расчёта и уяснения задачи определимся в некоторых вопросах:

Необходимо спроектировать линию спутниковой связи.

Географический район развёртывания определён в исходных данных. Остаётся добавить только, что необходимо проектировать линию таким образом, чтобы она оставалась работоспособной в худших условиях, в первую очередь климатических (время года — зима, сильный снег и т. д.). В этом случае в “энергетику” сети будет заложен определённый запас. Чем больше этот запас, тем легче обеспечить заданное качество связи, однако неоправданно большой запас влечёт за собой усложнение аппаратуры, удорожание станции, снижение её мобильности и эксплуатационной эффективности;

Из задания ясно, что по сети будут передаваться ЦТФ сообщения со скоростью 2048 кбит/с;

Диапазон рабочих частот ; ГГц;

Ретранслятор находится на геостационарной орбите в точке с координатой и функционирует в режиме без обработки сигнала на борту.

В случае прямой ретрансляции сигналов бортовой ретрансляционный комплекс (БРК) обеспечивает прием сигналов от ЗС, их селекцию, преобразование по частоте, усиление и передачу. Демодуляция сигналов не производится, что обуславливает эффект накопления шумов. РС с ПР присущи такие недостатки, как деление мощности между всеми входными сигналами, при усилении нескольких сигналов в одном стволе возникают комбинационные помехи. Но ретрансляторы данного типа имеют и ряд преимуществ. Наряду с относительной простотой аппаратуры бортового ретрансляционного комплекса КА и высокой надежности ее функционирования одним из достоинств прямой ретрансляции является инвариантность к структуре передаваемых сигналов, что не ограничивает оператора в выборе структуры сети, типа используемых средств и режима их работы.

Таким образом, задачу можно поставить так: определить оптимальные характеристики ЗС, усиления антенны и мощности передатчика для обеспечения заданного качества связи в сети спутниковой связи для заданного географического района размещения земных станций и обеспечения минимальной доли арендуемого частотно-энергетического ресурса КА, а так же неизвестный коэффициент усиления антенны.

Решение такой задачи целесообразно осуществлять по следующему алгоритму: