реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Многопозиционная фазовая модуляция в системах спутниковой связи с МДЧ

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.

[pic]

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

fN

[pic]

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 (N)

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*Nо 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)).

-- Nо 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))/t, где t -- длительность элементарной

посылки, и т.к. ширина спектра сигналов одного

канала дfс=1/t, то ширина спектра сигналов всей

станции дfст, равная дfэ=(R/log (M))*N, где N=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*ln(1/2*Рош)/Бс*(1-Рs)

-- для М-ичных сигналов :

Qтр=(ln((M-1)/M*Рош))/sin^2(п/М), (Бс=1),

где Бс=t*дfc -- база сигнала (для ФМн сигналов Бс=1), t -- 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:



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.