Качественные показатели спутниковых систем связи
Гипотетическая эталонная цепь Земля- Спутник - Земля, содержит один модулятор и один демодулятор. При передаче ТВ, отношение размаха сигнала(от уровня белого, до уровня черного) к визометрическому напряжению шумов должно быть не менее 61 дБ в 80% времени, 57 дБ в 99% и 49 дБ в 99,9% времени любого месяца. Отношение сигнал/помеха для источников питания должно быть больше 30 дБ, а для других периодических помех - не менее 50 дБ.
При передаче псофометрическая мощность шума в точке с нулевым относительным уровнем не должна превышать 10000 пВт в среднем за любой час. Допускается превышение среднеминутного значения шума величиной 10000 пВт не более чем в 20% времени любого месяца и 50000 пВт не более чем в 0,3% времени любого месяца. Превышение не взвешенным шумом 106 пВт допускается не более чем в 0,03% времени любого месяца. Допустимое время запаздывания группового времени распространения в системах с ИСЗ должно быть не более 300 мс.
Энергетический расчет спутниковых систем связи
Спутниковая система связи состоит из двух участков Земля-ИСЗ и ИСЗ- Земля. Расчет ее похож на расчет РРС прямой видимости содержащей два интервала. Однако в спутниковых системах необходимо учитывать особенности аппаратурных отличий на этих участках, а также разных энергетических потенциалов и шумов на этих участках.
Отношение сигнал/шум на входе приемника земной станции (РС/РШ)ВХ
Мощность сигнала на входе приемника Рс связано с мощностью передатчика соотношением
где: Gпер и Gпр - коэффициент усиления антенн;
ηпер ηпр - потери в антенно-фидерном тракте;
V=(4πr/λ)2 - потери в свободном пространстве на расстоянии R;
U - добавочные потери в реальном пространстве.
Или можно записать:
Для всей линии с ИСЗ
Для участка Земля - Спутник
Для системы связи через ИСЗ можно приближенно считать, что:
1. Rc-з=Rз-с=R.
2. ηперз=ηпрз=ηз и ηперс=ηпрс=ηс.
3. Δfшс=Δfшз.
4. Uз-c=Uс-з=1.
Поэтому можно записать
Шумовая температура земного приемника определяется
1. Мощностью собственных шумов приемного устройства и мощностью шумов антенно-волноводного тракта.
2. Мощностью шумов антенны, определяемая воздействием на нее теплового излучения Земли от атмосферы.
3. Мощностью шумов радиоизлучения Солнца и других космических источников
4.
где: Тпр - определяется входными цепями и типом малошумящей УСВЧ;
ТАФТ - определяется как
где: Т0=290 К - абсолютная температура;
ТАТМ - является функцией угла места и частоты. Уменьшение угла места резко увеличивают шумы атмосферы, поэтому β≥50;
Ткосм - определяется яркостной температурой источника Тя
Если угловые размеры источника излучения Ψп значительно меньше ширины диаграммы направленности антенны, α0, то
Ткос = ТяΨп/α0
если α0≤Ψп, то Ткосм=Тя.
Ткосм зависит от области неба, в которую направлена антенна и определяется по специальным картам. Наиболее интенсивным источником шумов является Солнце.
Шумовая температура бортового приемника ИСЗ
ТСΣ = Тз + Татм + bТкосм + Тпр.бор
где: Тз - эквивалентная шумовая температура;
b - коэффициент, определяющий, что космические шумы принимаются только бортовыми лепестками бортовой антенны;
Тпр.бор - шумовая температура входного устройства бортового приемника.
Как правило ТСΣ велико, однако увеличивая энергетические параметры земного оборудования можно считать, что большое значение ТСΣ несущественным.
Многостанционый доступ в спутниковых системах связи
Многостанционный доступ, это одновременная работа большого числа земных станций через один спутниковый ретранслятор. Он позволяет создать сеть связи, в которой можно организовать как магистральную сеть связи, так и систему связи каждый с каждым. В магистральной сети возможна как одно, так и многоканальная система связи с центром. В общем случае эта задача аналогичная решению задачи в сети ТЛФ связи, т.е. абонент имеет свободный и практически независимый доступ в сеть и с помощью набора номера управляет соединением.
При многостанционном доступе, как и в многоканальных системах, разделение возможно тремя основными способами:
- по времени;
- по частоте;
- по форме.
В отличие от многоканальной системы, здесь формирование группового сигнала осуществляется на ретрансляторе.
Основные требования к системам многостанционного доступа:
1. Эффективное использование мощности ретранслятора.
2. Максимально возможное использование полосы частот ретранслятора.
3. Допустимый уровень переходных помех.
4. Гибкость системы с помощью управления сетью связи при перераспределении каналов и изменении трафика с учетом экономических факторов. Для обеспечения гибкости целесообразно обеспечить работу с незакрепленными каналами, т.е. такие, которые временно образуются по требованию абонента для соединения любых пар земных станций. Естественно, что это приводит к усложнению оборудования.
Возможно многоадресное и одноадресное построение группового сообщения
При многоадресном построении каждый из n земных станций передает в одном стволе все сообщения, предназначенные остальным n - 1 станциям. На приеме эти станции выделяют из группового сигнала "свои" сообщения. Такое построение требует наличие на каждой станции n - 1 комплекта приемного оборудования. При одноадресной системе передачи каждая станция занимает "свои" каналы в n - 1 стволах ретранслятора, предназначенных каждой определенной станции. На приеме все сигналы данной станции оказываются в одном стволе, что существенно уменьшает объем приемного оборудования. Однако при этом существенно усложняется передающее оборудование.
Возможно смешанное построение стволов. В этом случае на ретрансляторе происходит преобразование многоадресного построения в одноадресное.
|
