![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Многопозиционная фазовая модуляция в системах спутниковой связи с МДЧ |
1. Описание системы Произведем краткое описание системы. Чтобы обеспечить связь между различным количеством объектов, находящихся на большом расстоянии друг от друга часто наибо- лее целесообразно использовать системы спутниковой связи(CCC). Принцип связи с помощью искусственных спутников Земли(ИСЗ) заключается в передаче сигналов с одной или нескольких зем- ных станций (ЗС) на ИСЗ с их последующей ретрансляцией всем ЗС системы.Устройством,осуществляющем прием сигналов от передающей(-их) ЗС,их усиление и передачу в направлении приемной(-ых) ЗС, является бортовой ретранслятор (БРТР) рас- положенный на ИСЗ. Понятие МНОГОСТАНЦИОННОГО ДОТУПА. Ширина полосы частот БРТР ИСЗ составляет окло 400-500 МГц. Эта полоса делится на 10-12 частотных диапазонов,которые называются СТВОЛАМИ.В каждом изтаких стволов можно обеспе чить ретрансляцию десятков и даже сотен сигналов различных ЗС.Но такая "одновременная" ретрансляция в одном стволе требует,чтобы сигналам каждой ЗС был присвоен определенный признак,по которому они будут различаться.Существует нес- колько таких признаков каждый из которых определяет соотве- тствующий способ многостанционного доступа (МД). Применяю в основном три вида МД: - МД С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (МДЧР) - МД С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (МДВР) - МД С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ (МДКР) В соответствии с ТЗ в данной работе рассматривается ССС,ис- пользующая МДЧР с равномерной расстановкой частот сигналов. МДЧР предусматривает присвоение сигналам каждой ЗС своей несущей частоты.Несущие частоты разносятся так,чтобы спек- тры соответствующих колебаний не перекрывались: f1 f2 f3 f fс - ширина полосы частот сигнала одной ЗС. fзащ - защитный промежуток между сигналами соседних ЗС. fств - ширина полосы частот,отведенная данному стволу. Все космические каналы связи в первом приближении можно рассматривать как каналы гауссовского типа.Это допустимо, поскольку в космических каналах связи можно не считаться с эффектом многолучёвости,а возможные флюктуации сигнала из-за случайных изменений положений антенн ИСЗ на траектории сравнительно невелики и их можно учесть,выбрав соответствующий коэффициент запаса ( см. 3 стр 342 ). Таким образом имеем линию связи "ИСЗ-Земля" со свободным распространением сигналов и гауссовский канал связи. 2.Выбор показателей качества системы. Важной задачей является выбор критериев и показателей качества (ПК) системы. ПК -- это параметры,которые являются определяющими в оценке качества работы системы.ПК может быть только такой внешний варьируемый параметр,который связан с качеством системы строго монотонной зависимостью.Т.о. мы можем принять за ПК колличество земных станций ( ) ситемы,ретранслируеммых в одном стволе БРТР. 3.Понятие уравнения связи. Опираясь на исходные данные,можно выразить отношение сигнала к шуму Qс на входе приёмника как функцию параметров системы.Т.о. величина Qс имеет отношение к сигналу, пришедшему на вход приёмника. Задавшись видом сигнала (пусть это будет ФМн сигнал), можно определить НЕОБХОДИМОЕ отношение сигнал/шум Qтр на входе приёмника,при котором обеспечивается требуемая скорость передачи информации.
Величина Qтр имеет непосредственное отношение к ПРМ. В реальных условиях необходимо принимаить во внимание влияние межсимвольных искажений,неидеальность синхронизации, нестабильность порогов в решающих устройствах и т.п. По этим причинам величину Qтр необходимо увеличивать и тогда можно функционально связать все параметры системы с помощью условия,называемого УРАВНЕНИЕМ СВЯЗИ: Qс>=Kc Qтр,где Кс - коэффициент запаса,учитывающий влияние всех этих неблагоприятных факторов.Обычно Кс принимается равным 2--4.(см 1). Выолнение этого уравнения будет означать,что энергетика линии позволяет обеспечить заданные требования.Определение конкретных значений Qс и Qтр проводится на стадии энергетического расчета линии связи.(см.1 ) 4.Энергетический расчет. В идеальном свободном пространстве отношение средней мощности сигнала на входе ПРМ к средней мощности шума, учитываемой в полосе,занимаемой спектром сигнала,равно: Pпд КПА1 КПА2 G1 Sэ Qc ид.=(Pc/Pш)ид.= ------------------------------------ 4 п r^2 о сум дf'э здесь: -- Pпд =10 Вт (см.ТЗ)- мощность БРТР -- G1=Ga/КПД=1000/0.75=1333 -КНД антенны БРТР (Коэффициент направленного действия определяется отношением коэффициента усиления антенны Ga=30Дб (см.ТЗ) к коэффициенту её полезного действия, который обычно составляет 0.6--0.8.При расчёте положено КПД=0.75(30Дб=1000 ) -- КПА1,КПА2 -- коэффициенты, характеризующие потери в антенных трактах систем, которые зависят от протяжённости антенно-фидерных трактах,которые соединяют антенну с ПРМ в приёмнике и антенну с ПРД в передатчике, наличия разделительных фитльтров в трактах и т.п. Значения КПА1 и КПА2 обычно составляют 0.95--0.4 (см1.стр41).Примем КПА1 и КПА2 равными среднему из этого интервала значению: 0.65 -- Sэ=(КИП п D^2)/4 -- эффективная площадь раскрыва антенны ПРМ, где КИП -- коэффициент использования антенны ПРМ.Для реальных параболических антенн КИП составляет 0.5 -- 0.75 (теореоичеки идеальное значение: 0.83) (см.6 стр377), п=3.1415926, D=7м -- диаметр антенны ПРМ ЗС (ТЗ); т.о. Sэ= 23 м^2. -- r=36000000 м^2 -- протяжённость линии связи (будем считать, что ИСЗ находится на геостационарной орбите, т.к. с точки зрения экономичности устройств антенных систем -- это выгодно, правда призводить запуск на геостационарную орбиту -- дороже, нежели на эллиптическую (см.1 стр18)). -- о сум =(1.38 10^(-23)) Тш -- суммарная спектральная плотность шума на входе ПРМ, где Тш -- результирующая шумовая температура на входе ПРМ, Тш=Тк Тат Тз Тша Тв Тш пр /КПМВ, где КПМВ -- коэффициент передачи мощности волноводного тракта (КПМВ обычно составляет 0.75) Тв=То (1-КПМВ/КПМВ)=91 К --шумовая температура (ш.т.) волноводного тракта; ----Тш пр -- ш.т. ПРМ (в таблице Тш пр обозначено как Тш ср, равная средней температуре из приведённых в таблице интервалов ш.т. для различных типов усилителей см. ниже); Тк -- ш.т. космоса, Тз= 2.9 -- ш.т. Земли ( при условии,что мощность боковых лепестков ДН ПРМ ЗС в 100 раз меньше главного) Тат -- ш.т. атмосферы (70 -- 150 К), Тша -- ш.т. антенны. Примем, что Тк Тат Тз Тша =100 К, тогда при меняющемся типе усилителя будем иметь разные Тш, а следовательно и разные значения сигнал/шум.
-- дfэ -- эквивалентная шумовая полоса ПРМ ЗС, которая определяется шириной спектра сигнала. Т.к. скорость передачи информации при многопозиционном сигнале ( М положений фазы, при рассмотрении ФМн сигналов) R=(log(M))/ , где -- длительность элементарной посылки, и т.к. ширина спектра сигналов одного канала дfс=1/ , то ширина спектра сигналов всей станции дfст, равная дfэ=(R/log (M)) , где =50 -- колличество телефонных каналов на одной ЗС, R= 64 Кбит/с -- стандартная скорость передачи цифрового сообщения. Величина М в таблице (см. ниже) изменяет. В реальных условиях фактическое отношение сигнала к шуму на входе ПРМ уменьшается по сравнению с идеальным в связи с : -- потерями мощности Lа за счёт неточного наведения антенн ПРД и ПРМ; обычно значение Lа лежит в интервале 0.9 -- 0.8 (от -0.5 до -1 дБ).Пусть Lа= 0.8 (см.1 стр 41) --потерями Lальфа за счёт поглощения и рассеивание энергии сигнала из-за неидеальности свойств среды (осадки,туман,угол места антенны,рабочая частота.); Значение Lальфа принадлежит интервалу 0.8 -- 0.5,что составляет около -1 -- -3 дБ.Пусть Lальфа=0.6 -- потерями поляризации Lп, возникающими из-за несоответствия поляризаций антенн ПРД и ПРМ. Lп составляет от -0.5 до -3 дБ,что соответствует 0.5--0.9. Т.о. фактическое отношение сигнала к шуму Qc факт. будет в Lа Lалфа Lп=0.8 0.6 0.6=0.288 раз меньше (см.табл.). Определим Qтр -- требуемое, для удовлетворения заданной точности приёма (Рош), отношение сигнала к шуму, которое должно быть на входе ПРМ. При этом рассматриваются М-ичные ФМн сигналы: -- для двоичных сигналов выражение для Qтр имеет вид: Qтр=2 l (1/2 Рош)/Бс (1-Рs) -- для М-ичных сигналов : Qтр=(l ((M-1)/M Рош))/si ^2(п/М), (Бс=1), где Бс= дfc -- база сигнала (для ФМн сигналов Бс=1), -- длительность посылки сигнала (длительность информационного символа),дfс -- ширина спектра сигнала, Рош=0.00001 -- заданная в ТЗ вероятность ошибки при приёме сигнала. В реальных условиях необходимо принимать во внимание влияние межсимвольных искажений,неидеальность синхронизации, нестабильность порогов в решающих устройствах и т.п. Поэтому величину Qтр необходимо увеличивать в Кс ( 2--4) раз и для успешного приема необходимо выполнение соотношения: Qc>=Kc Qтр Результаты расчёта по формулам для Q c ид,Qc факт,Qтр, а также проверка выполнения вышеуказанного условия приведены в следующей таблице: Из представленной таблицы видно, что в данной системе из энергетических соображений можно использовать ФМн-сигналы с М равным 2,4 и частично 8. 4. Расчет показателя качества системы Показателем качества данной системы является колличесво земных станций, ретранслируемых в одном стволе БРТР ( ). В общем случае =fствола/fстанции, где --fствола -- полоса частот, отведенная для одного ствола. дfствола=70 МГц (см.ТЗ.) -- fстанции -- ширина спектра сигнала одной ЗС, ретранслируемой в данном стволе. fстанции=fс к, ( к=50 -- число телефонных каналов на одной ЗС (см.ТЗ.), дfс -- ширина спектра сигналов одного канала). Т.к. fс=R/log M (где R=64 кбит/с), то fстанции= к (R/log M)=64000 50/log M.(здесь,ранее и далее log имеет основание 2, исключая случаи, где оно не оговорено отдельно).
Развернулись исследования в области биологии (работы по генетике и селекции в университете Мак-Гилла под руководством Дж. Бойса, фотосинтезу), геологии нефтяных месторождений (институт седиментации и геологии нефти в Калгари) и урана, по запасам которого К. занимает одно из первых мест в мире. Комплексные исследования проводятся в Арктике. Работы в области изучения космоса по собственной программе сосредоточены в Научно-исследовательском центре связи, преобразованном из Военного научно-исследовательском института дальней связи в 1968. Запуск канадского искусственного спутника типа «Алуэтт-Исис», предназначенного для исследований ионосферы, был произведён совместно К. и США. Спутник «Исис-1» запущен в 1969. В дальнейшем осуществлялись запуски «Алуэтт-1» и «Алуэтт-11». Проводятся работы по созданию системы спутниковой связи с помощью США и Франции. Развитие научно-исследовательской деятельности в конце 60-х и в 70-е гг. потребовало усовершенствования системы управления и координации науки. Резко увеличились ассигнования, выделяемые в распоряжение Национального научно-исследовательского совета
1. Современные тенденции развития настольных издательских систем
2. Цифровая первичная сеть - принципы построения и тенденции развития
3. Тенденции развития конструкций электронных средств и факторы, определяющие их построение
5. ЛИЗИНГ: правовые основы и проблемы развития правового регулирования в РФ
9. Тенденции развития розничного товарооборота в Российской Федерации в период с 1992 по 2000 год
10. Рынок жилья: Тенденция развития
11. Характеристика состояния и тенденции развития текстильной промышленности России
12. Рынок научно-технической продукции в России. Его современное состояние и тенденции развития
13. Основные тенденции развития военно-политической обстановки в мире до 2015 г.
14. Методика факультатива "Современные тенденции развития русской литературы"
15. Современные тенденции развития и формирования ассортимента рыбной кулинарии
16. Туризм XXI века: факторы и тенденции развития спроса на рынке туристических услуг
17. Методы и алгоритмы построения элементов систем статистического моделирования
18. Современные тенденции развития мировой экономики
19. Анализ процесса социализации учащихся средней школы: особенности и основные тенденции развития
21. Тенденции развития образования
25. Некоторые тенденции развития массового политического сознания на современном этапе
26. Основные тенденции развития инвестиционного рынка в эпоху глобализации
27. Интернационализация и транснационализация – важные тенденции развития мировой экономики
28. Современные тенденции развития банковской системы в России
29. Специфика и тенденции развития рыночных отношений в РФ
30. Общие тенденции развития права (источников права) периода империализма
31. Построение эффективных систем управления документами на предприятиях нефтегазовой отрасли
32. Тенденции развития журналистики России в послепереходный период
33. Тенденции развития современной немецкой лексикографии
34. Тенденции развития антивирусного рынка
35. Тенденции развития рынка компьютерной графики и анимации
36. Методы и алгоритмы построения элементов систем статистического моделирования
37. Апологетика православия в Интернет-пространстве: история, тенденции, развитие, перспективы
41. Банковская система России. Анализ становления и тенденции развития
42. Тенденции развития современного естествознания
43. Основные тенденции развития овощепродуктового подкомплекса в мире и Республике Беларусь
44. Тенденции развития мирового сельского хозяйства
45. Учет, анализ и контроль - современное состояние и тенденции развития
46. Основные тенденции развития итальянской экономики с 90-х годов и до сегодняшнего времени
47. История, современность и тенденции развития административного права
48. Основные тенденции развития современного российского федерализма
50. История и тенденции развития искусственного интеллекта
51. Основные тенденции развития органов внутренних дел России в 80-е - 90-е годы
52. Принципы построения микропроцессорных систем
53. Основные тенденции развития культуры периода монгольского нашествия
57. Тенденции развития Российского рынка PR услуг
58. Анализ проблем и тенденций развития мирового рынка зерна
59. Современные тенденции развития внешней торговли Китая
60. Современные тенденции развития мирового рынка ценных бумаг
61. Тенденции развития мирохозяйственных отношений
62. Тенденции развития транснациональных корпораций в современных международных экономических отношениях
63. Международные корпорации: их виды и тенденции развития
64. Коммуникации в управлении. Современные тенденции развития
65. Система менеджмента: история и тенденции развития
66. Тенденции развития туристских фирм
67. Основные тенденции развития политической идеологии в России
68. История и основные тенденции развития психологии в России
69. Основные тенденции развития современной мировой и отечественной культуры
73. Современные тенденции развития туризма в Европе
74. Тенденции развития мировых туристских центров. Гостиничное хозяйство России
75. Тенденции развития современного туристского рынка
76. Малое предпринимательство, его роль, условия и тенденции развития в России
77. Современные тенденции развития малого предпринимательства
79. Тенденции развития и новые формы функционирования малого бизнеса на Юге Российской Федерации
80. Теория переходной экономики: особенности и тенденции развития
81. Историческая обусловленность современных тенденций развития ногайского этноса
82. История развития теории оптимального приема многопозиционных сигналов
83. Философское введение в "Основы построения систем искусственного интеллекта"
84. Основы построения экономических информационных систем
85. Основы построения систем. Способы передачи и анализ телемеханических сигналов
90. Развитие сетевых операционных систем. Windows 2000
94. Математичекие основы теории систем: анализ сигнального графа и синтез комбинационных схем
95. Гигиенические основы питания, как источник здоровья и нормального физического развития детей
97. Построение ГМССБ и развитие радиосвязи на морском флоте
98. Физико-математические основа радиоэлектронных систем
99. Банковская система и тенденции ее развития в современных условиях
100. Отраслевая структура мировой экономики и тенденции ее развития