Задание на курсовое проектирование

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ им. проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА» ______________________________________________________________

А. Н. Ликонцев

Проектирование цифровой

спутниковой линии связи»

Учебно-методическое пособие

По выполнению курсовых работ и

Проведению практических занятий

СПб ГУТ)))

Санкт-Петербург

УДК 621.396.946 (621.371.36)

ББК 32.884.1

Л..

Рецензент

доцент кафедры РС и В (СПбГУТ) В.М. Устименко

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом СПбГУТ

УДК 621.396.946 (621.371.36)

ББК 32.884.1

ВВЕДЕНИЕ

Спутниковая связь - один из видов радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников земли (ИСЗ) в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между наземными станциями с помощью ИСЗ, расположенного на большой высоте (десятки тысяч км).

Системы VSAT (Very Small Aperture Terminal - терминал с очень маленькой апертурой). Это наземная станция спутниковой связи небольших размеров с диаметром антенны от 0,55…3,8 метра в зависимости от энергетики ИСЗ. Так, VSAT-терминалы, работающие в K_u -диапазоне, обычно используют параболические антенны с диаметром 0,75…1,8 м. В настоящее время быстрыми темпами развивается связь в Ка диапазоне.

Спутниковая связь, включает в себя три основные составляющие:

- центральная земная станция (ЦЗС),

- ИСЗ - ретранслятор,

- абонентский терминал.

ЦЗС (примерный внешний вид приведен на рис.1) предназначена для координации работы спутниковой сети.

Рис.1.ЦЗС сети VSAT "Медвежьи озера"

В VSAT-сети функции ретранслятора выполняют спутники связи, находящиеся на геостационарной орбите. В нашей стране в спутниковых сетях широко используются ИСЗ (рис.2) Экспресс-АМ6, Yamal-402 и ряд других. Спутниковый ретранслятор является связующим звеном между абонентским терминалом и ЦСЗ.

Рис.2.Спутник связи

Абонентский VSAT-терминал (примерный вид показан на рис.3) - это комплект абонентского спутникового оборудования, обеспечивающий надежную связь.

В комплект оборудования абонентского терминала входят: спутниковая антенна с опорно-поворотным устройством, устройство крепления, приемо-передатчик, спутниковый модем.

Рис.3.Терминал VSAT на базе модема Hughes 9200 (или 9400) и антенны Prodelin 1,2 м

Спутники сети VSAT также широко используются для передачи программ цифрового телевидения.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

«РАСЧЕТ ЦИФРОВОЙ СПУТНИКОВОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ»

Спутниковая цифровая линия связи работает через геостационарный ИСЗ (см. пример в Приложении). ЦЗС находится в г. Санкт-Петербурге с координатами 59,9° северной широты и 30,3° восточной долготы. Приемная ЗС располагается в одном из городов (см. таблицу вариантов – табл.1 и табл.2), обозначенных буквами Г₁ - Г₁₀.

Известны значения:

- долготы подспутниковой точки ИСЗ Д_исз (в градусах восточной долготы);

- широт центральной и приемной ЗС Ш_зс (в градусах с.ш.);

- долгот центральной и приемной ЗС Д_зс (в градусах в.д.);

- частоты на линии «вверх» f _вверх, МГц;

- частоты на линии «вниз» f _вниз, МГц;

- коэффициент усиления антенны центральной ЗС G _{1.пер.зс,} дБ;

- скорость передачи цифрового сигнала В _инф, кбит/с;

- скорость кодирования R _к;

- коэффициент скругления спектра a_с;

- выходная мощность передатчика ИСЗ на ствол Р _{пер.исз}, Вт;

- количество несущих в одном стволе, n _нес,

а также вид модуляции сигнала.

Требуется, используя данные вариантов, рассчитать спутниковую цифровую линию связи, диаметр раскрыва приемной параболической антенны и построить диаграмму уровней.

Таблица 1

Информация по координатам размещения приемных ЗС

Таблица 2

Данные вариантов задания

Пояснительная записка к курсовому проекту (работе) должна содержать:

1.Введение, содержащее информацию об особенностях организации и работы спутниковых линий связи на 8 - 15 страницах.

2.Результаты расчета значений азимутов и углов места на спутник от центральной земной станций (ЦЗС) и земной станции (ЗС) спутниковой связи с использованием выражений (1) – (3).

3.Результаты расчета величин ослабления в свободном пространстве и дополнительных потерь на трассах ЦСЗ – ИСЗ и ИСЗ – ЗС с использованием выражений (4) – (7).

4.Результаты расчета значений ослабления в дожде на трассах ЦСЗ – ИСЗ и ИСЗ – ЗС с использованием изолиний на рис.6 -13 и выражений (8) – (19).

5.Результаты расчета значений суммарной шумовой температуры ИСЗ и ЗС, приведенной к облучателю приемной антенны с использованием выражений (20) – (23).

6.Результаты расчета требуемого отношения мощности несущей к спектральной плотности шума q_fтреб с использованием выражений (24) – (30).

7.Результаты расчета значения эквивалентной изотропно-излучаемой мощности (ЭИИМ) ИСЗ с использованием выражений (32) – (33).

8.Результаты расчета добротности тракта ИСЗ с помощью выражения (34).

9.Результаты расчета плотности потока мощности (ППМ) на входе ИСЗ, необходимой для обеспечения на линии «вверх» требуемого отношения q_{fтреб.вверх} для случая ясного неба и дождя с помощью выражения (35) и проверки с помощью формулы (36).

10.Результаты расчета требуемых значений ЭИИМ одной несущей, излучаемой ЗС в условиях ясного неба и дождя с помощью выражения (37).

11.Результаты расчета значений мощности одной несущей и передатчика ЦЗС с использованием выражений (38) – (39).

12.Результаты расчета значений добротности антенны земной станции, максимального коэффициента усиления и диаметра антенны с использованием выражений (40) – (42).

13.Результаты расчета значения ППМ сигнала у поверхности Земли с использованием выражений (43) – (44) и сравнения с допустимым значением.

14.Построенную диаграмму уровней.

15.Заполненную сводную таблицу с данными варианта и результатами расчета.

16.Заключение по результатам расчета.