Университет «мирас»
Лекция №1. Введение. Цель изучения дисциплины, основные задачи и краткое содержание.
План:
1. Истоки беспроводной связи.
2. Классификация систем РРС и спутниковой связи.
3. История спутниковых систем связи.
В решении проблемы глобализации телекоммуникаций системы персональной спутниковой связи играют важную роль, т.к. позволяют охватить труднодоступные, удаленные и малонаселенные районы. Наряду с традиционными узкополосными видами телекоммуникационных услуг, такими как радиотелефон, передача данных, телекс, в перспективных системах персональной спутниковой связи предполагается реализовать передачу видеоданных, мультимедийной информации и интерактивных телевизионных программ.
Орбиты низкоорбитальных спутников проходят достаточно к близко к поверхности Земли, что позволяет обходиться дешевыми малогабаритными терминалами и небольшими антеннами. Переход на низкие и средние орбиты позволяет не только решить проблему перегруженности геостационарных орбит, но и существенно расширить сферу телекоммуникационных услуг, обеспечив пользователей глобальной персональной связью с помощью терминала типа телефонной трубки. Низкоорбитальные системы связи имеют ряд особенностей структуры и принципов функционирования. Основные из них следующие:
• возможность регионального или глобального покрытия обслуживаемой территории своими зонами радиовидимости (ЗРВ) за счет создания многоспутниковой орбитальной группировки;
• поддержание на обслуживаемой территории заданной связности системы;
• обеспечение ретрансляции сообщений между удаленными пользователями с помощью межспутниковых линий связи, наземных станций сопряжения (станций-шлюзов) или работы в режиме электронной почты.
Диапазоны частот на прием и передачу
Для работы спутниковых систем связи выделены следующие диапазоны частот(ГГц): L……….. 1-2;
S…………2-4; C…………4-6; X…………7-8; Ku………..10,7-14;
Ka…………18-30(17,7-20,2 k/з и 27,5-30 з/k).
Большинство ЗССС работают в диапазонах 4 и 11ГГц на прием и 6 и 14ГГц на передачу, что соответствует принятым условным обозначениям C и Ku.
Вопросами распределения полос частот между различными службами радиосвязи занимается Международный Союз Электросвязи (МСЭ). В настоящее время такое распределение полос частот выполнено от 9 кГц до 275 ГГц. Кроме радиослужб при распределении полос частот предусматривается также деление Земного шара на 3 Района: Район 1 (Европа, Африка, Россия, Казахстан, Монголия и др.);
Район 2 (Северная и Южная Америка); Район 3 (Азия, Океания, Австралия).
Добротность станции на прием GA/T (измеряется в дБ/K), GA – коэффициент усиления приемной антенны, T – эффективная шумовая температура приемного тракта. Значениядобротностей на прием для ЗС находятся в пределах 20…40 дБ/K.
Диаметр антенны DA определяет размеры и стоимость ЗС,ее пространственную избирательность.
Диапазон диаметров весьма широк (примерно от 0,45 м до 32 м).
Кроме диаметра важно знать поляризационные характеристики антенны, характеристику боковых лепестков, полноповоротная антенна, которую можно направить в любую точку небосвода, или неполноповоротная (ограниченная область наведения), или неподвижная (для работы с геостационарными ИСЗ).
В настоящее время широко распространены ЗС типа VSAT (Very Small Aperture Terminal) – терминал с антенной очень малого диаметра.
Эффективно-излучаемая изотропная мощность (ЭИИМ)- произведение мощности передатчика, кпд волноводного тракта и усиления антенны (в полосе передачи).
Значения этого параметра для различных ЗССС находятся в пределах 50 – 95 дБВт.
Здесь мы остановимся на характеристиках бортового ретранслятора (БР) станции:
Эти характеристики те же, что и для ЗС, но числовые значения ряда параметров имеют существенные отличия:
добротность на прием ниже (минус 10…плюс 6 дБ/K), поскольку меньше диаметры антенн и проще МШУ;
ЭИИМ также ниже, обычно (23…45 дБВт), но на ИСЗ непосредственного теливизионного вещания достигает 52…58 дБВт.
Весьма важной характеристикой бортового ретранслятора является количество стволов (вместо термина “ствол” часто применяют английский термин “транспондер”). Стволом ретранслятора называют приемопередающий тракт, в котором радиосигналы проходят в некоторой общей полосе частот. Число стволов на различных ИСЗ колеблется в пределах 6…48. Ширина полосы частот стволов также различна (27; 34; 36; 40; 72; 77; 112; 120 МГц и др.).
Метод многостанционного доступа (МД) – метод совмещения сигналов, излучаемых различными ЗС, для их прохождения через общий ствол бортового ретранслятора КС. Применяют МД с разделеним сигналов по частоте (МДЧР – здесь земным станциям выделяют определенные полосы частот), c раделением сигналов по времени (МДВР – станциям выделяют общую полосу частот, но в определенные промежутки времени), с разделением сигналов по их форме (кодовое разделение).
Пропускная способность (количество каналов, которые можно организовать через БР, или максимальная скорость передачи сигналов) зависит от многих факторов: энергетики радиолинии, полосы пропускания, метода модуляции (ЧМ, ФМ), метода МД. Последний обязательно вносит потери по сравнению с односигнальным доступом (современные системы с МДВР обеспечивают наиболее низкие потери 0,5…2дБ).
На многофункциональных спутниках в основном используют 4 вида антенн: глобальные (ширина диаграммы направленности 17° Ч17°);
полуглобальные (8,7°Ч8,7°); зональные (5°Ч5°; 5°Ч11°; 3,5°Ч7°);
узконаправленные (1…2°).
Антенны могут быть передающие, приемные или приемопередающие, могут иметь возможность перенацеливания центра луча, либо настроенными в заводских условиях на прицеливание в заданную точку земной поверхности. Схема подключения транспондеров к антеннам может быть достаточно разнообразной. Например, для ИСЗ “Экспресс-6А”,80E (ГП ”Космическая связь”, Россия) схема подключения выглядит примерно так:
транспондеры 5,7,9,15,17 → A6, A8; транспондер 6 → A2, A3, A8; транспондеры 12,20,22,24,26 → A9 и т.д.
Под зоной видимости ИСЗ понимают поверхность Земли, с которой ИСЗ виден под углом места (угол между направлением на ИСЗ и плоскостью, касательной к Земле) больше некоторого допустимого значения (обычно границу зоны видимости задают углами 5° и 10°). Часть зоны видимости, где при определенных параметрах ЗС обеспечивается заданное качество связи, называют зоной покрытия (по сути это и есть зона обслуживания, в пределах которой должно выполняться обязательное условие ЭМС с другими работающими радиосредствами). Срок службы ИСЗ достигает 10…15 лет (высокая надежность элементов, гибкая и разветвленная схема резервирования).
- Конспект лекции
- Количество кредитов – 3
- Университет «мирас»
- Лекция №2. Что такое пассивные и активные спутниковые ретрансляторы.
- Лекция №3. Разновидности спутниковых антенн. Их достоинства и недостатки. Модуляция и помехоустойчивое кодирование.
- Лекция №4. Виды модуляции в системах спутниковой связи. Помехоустойчивое кодирование в системах спутниковой связи.
- Аналоговые методы модуляции
- Хронология
- Импульсные методы модуляции
- Частотные диапазоны
- Модуляция и помехоустойчивое кодирование
- Лекция №5. Множественный доступ с частотным разделением.
- Лекция №6. Антенна терминала vsat. Системы подвижной спутниковой связи.
- Лекция №7. Влияние атмосферы. Поглощение в тропосфере.
- Основные типы кабелей, соединяющие антенну с ресивером. Основные перспективы развития спутниковой связи.
- Лекция №9. Основные характеристики геостационарной орбиты.
- Лекция №10. Достоинства и недостатки геостационарных орбит.
- Лекция №11. Основные диапазоны ( l и s ) и полосы частот для мобильной связи. Основные направления развития мирового рынка услуг спутниковой связи. Основные операторы спутниковой связи.
- Тенденции развития мирового рынка телекоммуникационных услуг
- Лекция №12. Спутниковая связь Инмарсат.
- Лекция №13. Спутниковая связь Турайя.
- Лекция №14. Спутниковая связь Глобалстар.
- Лекция №15. Спутниковая связь Иридиум.
- Лекция №16. Беспроводная связь. Определение подвижной и сотовой связи. История создания подвижной телефонной радиосвязи.
- Основные услуги сотовой связи.
- Лекция №18. Классификация систем мобильной радиосвязи (смрс).
- Лекция №19. Наземные телефоны. Спутниковые телефоны. Мультимедийные телефоны.
- Лекция №20. Смартфоны. Коммуникаторы. Бизнес телефоны.
- Смартфоны и обычные сотовые телефоны
- История смартфонов и коммуникаторов
- Лекция №21. Имиджевые телефоны. Одноразовые телефоны.
- Лекция №22. Функции сотовых телефонов. Форм-факторы сотовых телефонов.
- Функции сотовых телефонов
- Базовые
- Деловые
- Мультимедийные
- Обмен сообщениями
- Обмен данными
- Прочие функции
- Царство моноблоков
- Лекция №23. Мобильная связь в Казахстане. Перспективы развития.
- Лекция №24. Принципы построения и основные технические средства сотовой связи.
- Базовая станция на башне
- Базовая станция на крыше здания
- Мобильная базовая станция
- Лекция №25. Функциональная схема и элементы базовой станции мобильной связи.
- Лекция №26. Блок - схема и элементы центра коммутации сотовой системы связи.
- Лекция №27. Функциональная схема и основные элементы абонентских терминалов. Семиуровневой протокол osi – Open System Interconnection.
- Лекция №28. Системы сотовой связи третьего поколения – 3 g, 3,5 g,
- 3,75 G и 4 g. Характеристики систем сотовой связи.
- Лекция №29. Стандарты td – scdma.
- Лекция №30. Проектирование систем сотовой связи.
- Перспективы развития WiMax на ближайшие годы
- Перечень вопросов по пройденному курсу
- Глоссарий
- Список использованных литератур