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

	Л ..	Ликонцев, А. Н. Учебно-методическое пособие по выполнению курсовых работипрове-дению практических занятий«Проектирование цифровой спутниковой линии связи»/ А. Н. Ликонцев ; СПбГУТ. – СПб., 2016 – 34 с.   Написано в соответствии с программами дисциплин «Космические и радиорелейные линии связи» и «Радиорелейные и спутниковые системы специального назначения». Целью издания является развитие навыков у студентов по расчету цифровых спутниковых линий связи. Предназначено для подготовки бакалавров по направлению 11.03.01 (210400) «Радиотехника» и специалистов по специальности 11.05.04 (210701) «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи».

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

Условное обозначение города	Название города	Координаты в градусах
Ш, с.ш.	Д, в.д.
Г1	Москва	55,8	37,6
Г2	Минск	53,9	27,6
Г3	Астана	51,2	71,4
Г4	Ереван	40,1	44,5
Г5	Бишкек	42,9	74,6
Г6	Ташкент	41,3	69,3
Г7	Душанбе	38,5	68,8
Г8	Сочи	43,6	39,7
Г9	Ашгабад	37,6	58,2
Г10	Севастополь	44,6	33,5

Таблица 2

Данные вариантов задания

Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
Параметр
Рпер.исз, Вт	103,5	103,5	103,5	103,5
Винф, кбит/с
Дисз, град в.д.
fвверх, МГц, поляриза-ция	13781,25 V	13781,25 H	14031,25 V	14031,25 H	14468,75 V	14041,67 V	14041,67 H	14208,33 V	14208,33 H	14458,33 V
fвниз, МГц, поляриза-ция	12531,25 H	12531,25 V	11481,25 H	11481,25 V	11168,75 H	10991,67 H	10991,67 V	11158,33 H	11158,33 V	11658,33 H
Вид модуля-ции	QPSK	BPSK	8PSK	QPSK	BPSK	8PSK	QPSK	BPSK	8PSK	QPSK

Последняя цифра номера зачетной книжки
Параметр
nнес
Rк	1/2	3/4	7/8	1/2	3/4	7/8	1/2	3/4	7/8	1/2
aс	0,2	0,25	0,3	0,35	0,3	0,25	0,2	0,25	0,3	0,35
G1.пер.зс, дБ
город	Г1	Г2	Г3	Г4	Г5	Г6	Г7	Г8	Г9	Г10

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.