Анализ нормативной базы при проектировании систем спутниковой связи

ВВЕДЕНИЕ 8
1 Принципы построения систем связи через ИСЗ 10
1.1 Общие положения 10
1.2 Состав системы спутниковой связи. 11
1.3 Способы активной ретрансляции 12
1.3.1 Активная ретрансляция 12
1.4 Способы организации сетей спутниковой связи 13
1.4.1 Системы с однократным доступом 14
1.4.2 Системы с многостанционным доступом 15
1.4.3 Системы с центральной станцией 15
1.5 Методы многостанционного доступа в спутниковых системах связи 15
1.5.1 Многостанционный доступ с частотным разделением сигналов земных станций 16
1.5.2 Многостанционный доступ с временным разделением сигналов земных станций 17
1.5.3 Многостанционный доступ с кодовым разделением сигналов земных станций 19
1.6 Диапазоны частот, используемые в спутниковых системах связи и вещания 20
1.7 Орбиты спутников телекоммуникационных систем 22
1.7.1 Системы связи с использованием низкоорбитальных ИСЗ (НВО) 22
1.7.2 Системы связи с ИСЗ на высокоэллиптических орбитах (ВЭО) 23
1.7.3 Геостационарная орбита (ГСО) 24
1.8 Классификация ССП 25
1.9 Основные показатели систем спутниковой связи. 27
1.9.1 Основные показатели космической станции 27
1.9.2 Основные показатели систем в целом. 29
1.10 Зоны видимости, покрытия, обслуживания 30
1.11 Техническое построение земных и космических станций 31
1.11.1 Устройство земных станций 31
1.11.2 Устройство космических станций 32
1.12 Особенности распространения сигналов в спутниковых линиях связи. 43
1.12.1 Потери сигнала в свободном пространстве 43
1.12.2 Потери из-за рефракции и неточности наведения антенны на ИСЗ 44
1.12.3 Фазовые эффекты в атмосфере 45
1.12.4 Деполяризация сигналов в атмосфере 45
1.13 Шумы атмосферы, антенн и приемных систем. 46
1.14 Оценка качества сигнала в цифровых системах передачи. 48
1.15 Современные системы спутниковой связи 49
1.15.1 Геостационарные спутниковые телекоммуникационные системы со стационарными станциями 49
1.16 Предприятия и подразделения, осуществляющие эксплуатацию спутниковых линий передачи 51
2 Технические требования при проектировании систем спутниковой связи 55
2.1 Международный союз электросвязи 55
2.1.2 МСЭ-Т 56
2.1.3 МСЭ-Р 57
2.2 Национальное регулирование 58
2.2.1 ГКРЧ 58
3 Создание рекомендации технических требований наземных станций VSAT 60
3.1 Дерево рекомендаций МСЭ 60
3.2 Таблица взаимосвязи национальных стандартов и рекомендаций 61
3.3 Рекомендация технических требований наземных станций VSAT 65
3.3.2 Общие требования 66
3.3.3 Порядок доступа ЗС VSAT к космическому сегменту 66
3.3.4 Порядок получения удостоверения «Одобрение комплекта» 67
3.3.5 Технические характеристики ЗС VSAT 67
3.3.6 Испытания ЗС VSAT при доступе к космическому сегменту. 70
3.3.7 Техническое описание характеристик и параметров излучения 71
3.3.8 Нормативные документы, используемые в рекомендации 74
Заключение 75
Приложение А 76
Список используемых источников 79

Весь текст будет доступен после покупки

Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства выявили весьма высокую эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук.
Использование искусственных спутников Земли для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более привычным. В ближайшей и в более отдалённой перспективе разностороннее использование космоса и космической техники, в различных областях хозяйства значительно возрастёт.
Для нашей эпохи характерен огромный рост информации во всех сферах деятельности человека. Помимо прогрессирующего развития традиционных средств передачи информации - телефонии, телевидения, радиовещания, возникла потребность в создании новых её видов - интернет, передача данных, передача матриц для печатания газет.
Глобальный характер различных хозяйственных проблем и научных исследований, широкая межгосударственная интеграция и кооперация в производстве, торговле, научно-исследовательской деятельности, расширение обмена в области культуры привели к значительному росту международных и межконтинентальных связей, включая обмен телевизионными программами.
Традиционные средства связи в отношении их видов, объёма, дальности, оперативности и надёжности передачи информации будут непрерывно совершенствоваться. Однако дальнейшее развитие их встречает немалые затруднения как технического, так и экономического характера. Уже теперь ясно, что требования, предъявляемые к пропускной способности, качеству, надёжности каналов дальней связи, не могут быть полностью удовлетворены наземными средствами проводной и радиосвязи.
Значительно большей пропускной способностью, дальностью действия, возможностью перестройки для различных видов связи располагает радио. Но и радиолинии обладают определёнными недостатками, затрудняющими во многих случаях их применение.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Принципы построения систем связи через ИСЗ


1.1 Общие положения

Спутниковая система связи - космическая система радиосвязи, использующая один или несколько искусственных спутников Земли.
Спутниковые системы связи предназначены для связи земных станций, находящихся на большом расстоянии друг от друга, с помощью ретрансляционной аппаратуры, располагаемой на космическом аппарате (КА), называемом ИСЗ-ретранслятором (рис.1).
Во-первых, на достаточно высокой орбите ИСЗ «видит» до одной трети поверхности Земли, поэтому через его ретранслятор может связываться большое количество станций, находящихся на этой огромной территории. Трёх спутников достаточно для создания глобальной (общ емировой) системы связи (рис.2).

Рисунок 1 – Спутниковая линия связи

Рисунок – 2 Расположение трёх геостационарных КА для глобальной связи.
Во-вторых, системы связи через ИСЗ позволяют установить связь с труднодоступными районами.
В-третьих, они обладают высокой гибкостью, т.к. по радиокоманде спутник можно переместить на другую орбиту или направить его антенну на другой участок Земли, т.е. поменять конечную точку линии связи.
Спутник движется по орбите без затрат энергии на это движение, а энергоснабжение оборудования осуществляется от солнечных батарей, находящихся всё время под лучами Солнца. При определённых условиях это делает спутниковую связь выгодной и с энергетической точки зрения.
Перечисленные достоинства способствуют тому, что интерес к спутниковым системам связи постоянно растёт, создаются новые системы связи и вещания различные по функциям, обслуживаемой области, составу, ёмкости, модернизируются действующие.
1.2 Состав системы спутниковой связи

Система связи через ИСЗ представляет собой сложный комплекс, в который входят:
1) центр управления, управляющий работой земных станций и спутников-ретрансляторов, планирующий запуск спутников, распределение каналов связи и т.д.;
2) искусственные спутники Земли со всем комплексом бортовой аппаратуры;
3) ракетно-космический комплекс, объединяющий наземное технологическое и стартовое оборудование и ракеты-носители;
4) земные станции спутниковой связи;
5) командно-измерительный комплекс, осуществляющий измерение параметров и коррекцию орбит ИСЗ, выдачу данных для наведения антенн;
6) система наведения антенн ЗС на ИСЗ и слежение за ними;
7) наземная аппаратура уплотнения;
8) наземные линии связи;
9) аппаратура обработки сигналов для согласования структуры сигналов в наземных и спутниковых линиях;
10) система автоматического управления связью для выбора каналов и направлений связи;
11) система служебной связи для управления земными станциями;
12) система контроля качественных показателей аппаратуры и каналов связи;
13) различные вспомогательные службы, такие, как службы единого времени, системы энерго- и водоснабжения и т.д.
При рассмотрении вопросов спутниковой радиосвязи обычно ограничиваются обсуждением малой части сложного комплекса, а именно:
1) ретрансляционной аппаратуры ИСЗ;
2) оборудования земных станций.

Рисунок 3 – Схематичное представление системы спутниковой связи.
Иногда к этому перечню добавляется аппаратура уплотнения и обработки сигналов для согласования структуры сигналов в наземных и спутниковых линиях, которая может входить как в состав земных станций, так и других объектов, например, междугородных телефонных станций (МТС), телецентров, вычислительных центров и т.п. - рис. 3.
1.3 Способы активной ретрансляции

В системах связи через ИСЗ спутники играют роль ретрансляционных станций. Их можно использовать в качестве активных, пассивных и квазипассивных ретрансляторов сигналов. Наибольшее распространение получили системы с активной ретрансляцией.
1.3.1 Активная ретрансляция

Системой активной ретрансляции, или системой с активным спутником, называется система радиосвязи с бортовым приёмопередающим оборудованием.
В настоящее время спутники связи (СС) работают по принципу активной ретрансляции. По этому принципу предусматривается передача сигнала определенной частоты с одного пункта на КА связи, где сигнал принимается, усиливается и ретранслируется на Землю, в другой пункт, но другой частотой (рис. 4). Для этого на СС устанавливаются соответствующие антенны, приемные и передающие устройства, источники питания и другие обеспечивающие системы. Установка подобной аппаратуры позволяет значительно уменьшить, по сравнению с пассивными СС связи, мощность передающих и чувствительность приемных наземных устройств, улучшить качество и надежность связи.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ATP 6-02.54. Techniques for satellite communications. – Washington, DC: Headquarters Department of the Army, 2020. – 98 p.
2. Kumar R., Taggart D., Monzingo R., Goo G. Wideband gapfiller satellite (WGS) system // 2005 IEEE Aerospace Conference, Big Sky, MT, USA, 2005, p. 1410-1417, doi: 10.1109/AERO.2005.1559431.
3. WGS 1, 2, 3 (WGS Block I) // Gunter’s Space Page [Электронный ресурс], 2023. – URL: https://space.skyrocket.de/doc_sdat/wgs-11.htm.
4. Williams R. A., Paul H. I. Analysis of ground segment broadcast architec- tures for the Wideband Gapfiller Satellite (WGS) // MILCOM 2002. Proceedings. 2002. Vol. 2. P. 1412-1416.
5. Wideband Global SATCOM (WGS). Defense Acquisition Management Information Retrieval (DAMIR). – U. S. Air Force, 2013. – 35 p.
6. Fritz D. A., Doshi B. T., Oak A. C., Jones S. D., Burbank J. L., Miller H. L., Oetting J. D., Collins R. M., Gonzalez L. A., Nichols R. A. Military satellite communications: space-based communications for the global information grid // Johns Hopkins APL technical digest. 2006. Vol. 27. № 1. P. 32-40.
7. Kumar R., Nguyen T. M., Wang C. C., Goo G. W. Signal processing techniques for wideband communications systems. In MILCOM 1999. IEEE Military Communications. Conference Proceedings (Cat. No. 99CH36341). Vol. 1. P. 452-457.
8. ETSI EN 302 307: "Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2)".
9. ETSI EN 301 790: "Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction channel for satellite distribution systems"
10. ETSI TS 125 211 v. 7.2.0 (2007-05). Universal Mobile
Telecommunications System (UMTS). Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD). 3GPP TS 25.211 version 7.2.0 Release 7. – Route des Lucioles, European Telecommunications Standards Institute, 2007.–55p.

Весь текст будет доступен после покупки