Название	Дослідження методів передачі інформації в низькоорбітальних системах другого покоління
Количество страниц	63
ВУЗ	УКРАЇНСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ЗВ'ЯЗКУ ім. О. С. ПОПОВА
Год сдачи	2009
Содержание	ЗМІСТ С. ВСТУП ………………………………………………………………………. 7 1 АНАЛІЗ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ СУПУТНИКОВИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ …………………………………………………………………….. 9 1.1 Орбіти і склад космічного угруповування………………………… 9 1.2 Вплив доплерівського зсуву частоти на організацію зв’язку у ССЗ ………………………………………………………………………….. 14 1.3 Зони обслуговування ………………………………………………. 15 1.4 Характеристики послуг та категорії користувачів ……………….. 19 1.5Аналіз факторів, що впливають на якість обслуговування ………. 23 2 МОДЕЛЮВАННЯ ОРБІТАЛЬНОГО УГРУПОВУВАННЯ …………… 25 3 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЦИФРОВЫХ МЕТОДОВ ПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМАХ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ………………………………... 34 3.1 Сравнение методов модуляции в системах спутниковой связи …. 34 3.2 Сравнительный анализ методов помехоустойчивого кодирования …………………………………………………………………. 37 3.3 Сравнение методов многостанционного доступа в системах спутниковой связи ………………………………………………………….. 43 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НИЗКООРБИТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ……………………………………... 46 4.1 Организация связи в зоне обслуживания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2 Энергетический расчёт линий «Земля – ИСЗ» и «ИСЗ – Земля»… 49 ВИСНОВКИ ………………………………………………………………... 59 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ …………………………………………………….. 58 Додаток А – Характеристики негеостационарных систем . . . . . . . . . . . . . 59 Додаток Б – Выдержки из первого анонса системы Teledesic. . . . . . . . . .. 60 Додаток В – Адреса сайтов в сети Internet, предоставляющих информацию о низкоорбитальных системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 ВСТУП Наприкінці другого тисячоліття людство переживає період інтенсивної інформатизації. Для передачі величезних обсягів інформації використовуються як наземні, так і космічні засоби телекомунікацій. Перші експериментальні проекти супутникового зв'язку шістдесятих років з ретрансляторами на низьких кругових орбітах давно поступилися місцем геостаціонарним системам. Підсумок тридцяти років освоєння геостаціонарної орбіти - просторий перелік супутникових систем високоякісного зв'язку, що до нинішнього часу, в значній мірі, вичерпали частотно-орбітальний ресурс. Думка інженерів знову повертається до низькоорбітальних угруповувань, оскільки в цьому випадку відстань до супутника-ретранслятора скорочується у десятки разів, що істотно спрощує реалізацію зв'язку. Низькоорбітальні системи другого покоління були запропонованї на початку 90-х років і мають почати своє функціонування орієнтовно у 2002 - 2005 роках. На відміну від систем першого покоління, які призначені для забезпечення, в основному, глобального супутникового мобільного телефонного зв'язку, низькошвидкісної передачі даних, факсу третьої групи, місцевизначення і т. ін., системи другого покоління покликані, насамперед, для надання послуг фіксованого супутникового зв'язку. До списку цих послуг входить високошвидкісна передача даних, високошвидкісний доступ до мережі Internet, послуги мультимедіа та відеоконференцзв'язку і ще багато інших послуг, які не можуть надати системи першого покоління та наземні системи зв'язку. Крім того ці системи мають замінити всі наземні мідні лінії зв'язку і доповнити собою волоконно-оптичні лінії там, де останні не можуть бути прокладені за економічних, технічних та інших причин. Як геостаціонарні, так і низькоорбітальні системи мають свої переваги і недоліки, сфери застосування і ринки збуту послуг. У першу чергу це зумовлено характером послуг, що надаються, а саме їхньою чутливістю або нечутливістю до затримки сигналу у радіолінії. Так, наприклад, для надання послуг зберігання та телерадіомовлення, перевагу мають геостаціонарні системи, бо ці послуги не чутливі до затримки, яка має місце тут через велику довжину лінії, а послуги голосового зв'язку, відеоконференції, дистанційна медицина, локальні мережі, Internet та інші послуги у реальному чи майже реальному часі чутливі до затримки, і тому тут перевагу мають системи з низькими орбітами. Перевагу перед геостаціонарними, завдяки меншій довжині лінії, низькоорбітальні системи мають і у питанні енергетики. Хоча сучасний розвиток мікроелектронних технологій і дозволяє зменшити розміри абонентського термінала майже до розмірів звичайної телефонної трубки, але, при роботі з ретранслятором на геостаціонарній орбіті, розміри приймальної антени залишаються достатньо великими. Крім того, малий рівень сигналу від геостаціонарного ретранслятора не дає змоги застосовувати неспрямовані антени, змушує вікористовувати параболічні антени з вузькою діаграмою спямованості, які потребують постійного і точного націлення на супутник. Все це значною мірою позбавляє абонентську земну станцію мобільності і, з іншого боку, збільшує її вартість. Потрібно сказати дещо і про доцільність побудови таких систем. За даними статистики, значна частина населення планети не має доступу до елементарних послуг телекомунікацій. Біля половини населення живе більш ніж в двох годинах їзди до найближчого телефону. Тільки розвинені урбанізовані райони користуються в достатній мірі послугами інфраструктури зв'язку. Разом з тим, в районах з доступом до основних послуг телефонних мереж часто використовуються застарілі технології на базі аналогових провідних систем, що в більшості ніколи не будуть модернізовані у цифрові широкосмугові системи. Висока вартість створення наземної інфрастуктури зв'язку на основі провідних ліній затримує просування послуг у віддалені райони. В розвинених країнах типовий бізнесмен використовує телефонний зв'язок на протязі 10% свого робочого часу. При цьому якість послуги надання телефонного зв'язку вважається високою, якщо час очікування з’єднання в годину найбільшого навантаження з імовірністю не менш 0.99 не перевищує декількох секунд. Це означає, що телекомунікаційна мережа повинна мати принаймні одну віртуальну з’єднувальну лінію на 10 абонентів. При цьому частка міжнародних розмов в загальному обсязі телефонного обміну незмінно зростає, і зазначені вище вимоги все частіше ставляться не тільки перед місцевими, але і перед глобальними телекомунікаційними мережами. Незважючи на вражаючі темпи прокладання волоконно-оптичних ліній зв'язку, останні не зможуть повністю задовольнити у найближчому майбутньому зростаючі запити користувачів. Підраховано, що навіть при найвищих темпах прокладання ВОЛЗ у США потрібно декілька десятків років для заміни на ВОЛЗ всіх провідних ліній з мідними жилами. При цьому сумарний обсяг капітальних вкладень складе біля 700 мільярдів доларів США. Разом з тим, повсюдне впровадження комп'ютерної техніки і цифровізація всіх видів інформації, що передається, висовує високі вимоги до швидкодії і пропускної спроможності каналів і мереж телекомунікації. За оцінками фірми Motorola, світовий ринок послуг мультимедіа і інших широкосмугових послуг в найближчі 10 - 15 років досягне обсягу сучасного ринку телекомунікаційних послуг (до трильйона доларів щорічно). Стверджується, що перспективні супутникові телекомунікаційні системи будуть обслуговувати 20 - 30% обсягу цього ринку. У цій дипломній роботі розглядаються принципи побудови низькоорбітальних супутникових систем зв'язку другого покоління таких як Teledesic, Skybridge, Celestri та інших. Проводиться аналіз факторів, що впливають на основні характеристики системи. Досліджується ефективність методів передачі інформації, кодування та багатостанційного доступу у таких системах. На основі відомостей про існуючі системи проводиться вибір і складення типу космічного угруповування і математичне моделювання окремих параметрів нової системи. Зокрема моделюються орбіти та зони обслуговуванння, а також методи модуляції, завадостійкого кодування та багатостанційного доступу. Моделювання проводиться із широким застосуванням новітніх комп'ютерних технологій, а саме прикладних пакетів Satmaster та Satellite Tool Kit 4.05.
Список литературы	ВИСНОВКИ Низькоорбітальні системи супутникового зв’язку – це нове досягнення у розвитку засобів телекомунікацій. Дослідження чи проектування окремих властивостей цих систем потребує достатнього банку знань про основні принципи побудови систем зв’зку, вміння використовувати новітні комп’ютерні технології для підвищення ефективності проведення чисельних розрахунків. У цій дипломній роботі проведено дослідження методів передачі інформації у низькоорбітальних системах зв’язку шляхом моделювання основних параметрів космічного та земного сегментів системи на основі даних про деякі типові властивості реально існуючих проектів. Результати роботи такі: 1. Проведено аналіз основних факторів, що впливають на якісні показники низькоорбітальних систем зв’язку; 2. Розроблено спрощену модель орбітального угруповування низькоорбі-тальної системи та зон обслуговування; 3. Проведено порівняльний аналіз методів модуляції, завадостійкого кодування та багатостанційного доступу, що використовуються у системах супутникового зв’язку; 4. Розраховано енергетичні показники системи, які необхідні для надання системою послуг цифрової передачі їнформації зі швидкістю 2048 Мбіт/с та ймовірністю помилки біта 10-8 при різних методах завадостійкого кодування.
Цена:	Договорная