🗊Презентация Спутниковые системы связи

Обобщенная структурная схема системы связи

Дуплексная (полудуплексная) система связи

Состав радиопередающего и радиоприемного устройств системы связи

Система связи с ретрансляторами

Спутниковая система связи

Достоинства систем спутниковой связи возможность обслуживания большого количества абонентов, удаленных на значительные расстояния и расположенных в любых регионах Земли; простота реконфигурации систем спутниковой связи (ССС) при изменении мест расположения абонентов; независимость затрат на организацию связи от расстояния между объектами.

Классификация систем спутниковой связи По охватываемой территории: Глобальные – системы со всемирным охватом («Интерспутник», Intelsat); Региональные, ЗС которых расположены в пределах региона, охватывающего, как правило, несколько стран (Eutelsat, Arabsat); Зоновые, все ЗС которых расположены в пределах одной из зон (районов) страны; Ведомственные (деловые, корпоративные), ЗС которых принадлежат одному ведомству и передают только деловую информацию и данные в интересах ведомства.

По принадлежности спутниковые системы связи (ССС) подразделяются на По принадлежности спутниковые системы связи (ССС) подразделяются на международные; национальные; корпоративные. В ССС осуществляется передача следующих видов информации: программ телевидения и звукового вещания и других видов симплексных сообщений циркулярного характера; телефонных, факсимильных, телеграфных сообщений, видеоконференций, цифровых передач (симплексных или дуплексных по своему характеру).

В зависимости от типа ЗС и назначения ССС различают следующие службы радиосвязи: В зависимости от типа ЗС и назначения ССС различают следующие службы радиосвязи: фиксированную спутниковую службу (ФСС), соответствующую режиму радиосвязи между ЗС, расположенных в фиксированных пунктах при использовании одного или нескольких спутников; подвижную спутниковую службу (ПСС), соответствующую режиму радиосвязи между подвижными ЗС при использовании одного или нескольких спутников; радиовещательную спутниковую службу (РСС), соответствующую режиму циркулярной радиосвязи.

Орбиты ИСЗ

Орбиты ИСЗ

Факторы, влияющие на распространение радиоволн в системах спутниковой связи Потери при распространении радиоволн через ионосферу (через ионосферу проходят волны с частотами выше 30 МГц). Эффект Фарадея (поворот плоскости поляризации волны). Поглощение атмосферными газами и осадками (заметно сказывается на частотах выше 6 ГГц). Эффект Доплера. Запаздывание сигнала при распространении на трассе (может достигать 300 мс для геостационарных ИСЗ).

Поляризация электромагнитных волн

Эффект Фарадея

Эффект Доплера Частота изменяется на величину Δf ≈ f0Vcosψ / c, где f0 – несущая частота, на которой работает передатчик; Vcosψ – радиальная составляющая скорости передатчика относительно приемника; c – скорость света. Для круговых орбит максимальный относительный доплеровский сдвиг частоты можно приближенно определить из соотношения Δf / f0 ≈ ± 1,5·10 N, где N – число оборотов ИСЗ вокруг Земли за сутки.

Образование доплеровского сдвига

Диапазоны частот спутниковых линий связи

Распределение частот для ССС

Виды модуляции В общем случае форму сигнала можно описать соотношением: U (t) = Um cos(2 π f0 + φ0), где Um ‒ амплитуда напряжения сигнала; f0 ‒ несущая частота; φ0 ‒ начальная фаза сигнала. Для передачи информации по крайней мере один из параметров сигнала (амплитуда, частота или фаза) должен изменяться по закону передаваемой информации. В зависимости от этого различают следующие основные виды модуляции: 1) амплитудная ( Um = Um (t) ); 2) частотная ( f0 = f0 (t) ); 3) фазовая ( φ0 = φ0 (t) ).

Модуляция в системах спутниковой связи В системах спутниковой связи наиболее часто используются различные виды фазовой модуляции (ФМ). Двукратная фазовая модуляция (ФМ-2): U (t) = Um cos(2 π f0 + X (t) ·π), где X(t) ‒ сигнал передаваемой информации (принимает значения 0 и 1).

Модуляция в системах спутниковой связи Четырехкратная фазовая модуляция (ФМ-4): U (t) = Um cos(2 π f0 + X (t) ·π/2), где X(t) ‒ сигнал передаваемой информации (принимает значения 0, 1, 2, 3).

Спектр сигнала Спектр сигнала можно найти, рассчитав прямое преобразование Фурье от функции, описывающей зависимость напряжения сигнала от времени:

Спектр сигнала с фазовой модуляцией

Расчет энергетического бюджета линии радиосвязи

Расчет энергетического бюджета линии радиосвязи

Расчет энергетического бюджета линии радиосвязи

Расчет пропускной способности линии радиосвязи

Организация многостанционного доступа Различают следующие виды многостанционного доступа: 1) многостанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР, FDMA); 2) многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР, TDMA); 3) многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA).

Многостанционный доступ с частотным разделением Результирующая скорость передачи информации при частотном разделении сигналов ЗС где Ri ‒ скорость передачи (бит/с) i-й ЗС. Используется во многих действующих системах связи, как правило, наряду с другими видами разделения сигналов. В некоторых системах (Inmarsat, «Интерспутник») изначально использовался как основной вид разделения сигналов. Достоинство: сравнительная простота оборудования; Недостатки: потеря выходной мощности ретранслятора в многоканальном режиме по сравнению с односигнальным (на 25 … 37 %); эффект подавления слабого сигнала сильным; комбинационные помехи (взаимные искажения сигналов различных ЗС в процессе их одновременной обработки в ретрансляторе); недоиспользование энергетического потенциала радиолинии.

Зависимость пропускной способности ретранслятора при частотном разделении от числа сигналов

Многостанционный доступ с временным разделением Эффективность использования времени работы ретранслятора определяется необходимостью введения защитных интервалов между субкадрами

Система спутниковой связи «Гонец»

Спутник системы связи «Гонец»

Абонентский терминал системы связи «Гонец»

Система спутниковой связи Iridium

Спутник системы связи Iridium