магистерская
ГЛАВНАЯ индивидуальная Библиотека Ссылки Магистерская Результаты поиска
welcom to my site

Суисcи Седки sedki_2005@yahoo.fr


Донецкий Национальный Технический Университет.
Факультет КИТА.

Кафедра АТ.
Специальность "Телекоммуникационные системы и сети".

Тема Магисторской Работы - "методека оценки уровня ослабления сигнала на входе приемника наземной станции спутниковых каналов связи".

1-ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПУТНИКОВЫХ СЕТЕЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЗЕМНОЙ СТАНЦИЕЙ И СПУТНИКОМ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ВЗАИМНОЙ РИЕНТАЦИИ НАЗЕМНЫХ И БОРТОВЫХ АНТЕНН

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ СИГНАЛА НА ВХОДЕ ПРИЕМНИКА ЗЕМНОЙ СТАНЦИИ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ



Принципу коммутации каналов, отправитель предварительно посылает вызов, который, пройдя ряд коммутаци-онных узлов, устанавливает сквозной канал (цепочку каналов связи и промежу-точных узлов сети) между отправителем и получателем. Эта скоммутированная цепочка остается неизменной на все время соединения (сеанса связи). При комму-тации сообщений каждое из них передается поэтапно от одного узла сети к дру-гому по направлению к получателю, занимая каналы по маршруту следования поочередно на время прохождения этого сообщения. Узлы такой сети для проме-жуточного хранения данных должны иметь в своем составе буферные накопите-ли, выполняющие роль согласующих по скорости поступления информационных потоков и скорости передачи информации по каналу связи устройств. При ком-мутации пакетов осуществляется передача по сети пакетов фиксированного объ-ема, на которые предварительно фрагментируется каждое сообщение, а передан-ное сообщение регенерируется из принятых пакетов в узле-получателе.


Концепция спутниковой связи проста и заключается в том, что промежуточ-ный ретранслятор радиосети связи устанавливается на борту искусственного спутника Земли (ИСЗ), который движется по орбите почти без затрат энергии на это движение. Энергообеспечение бортового ретрансляционного комплекса (БРТК) осуществляется от солнечных батарей (СБ) и подзаряжаемых от СБ аккумуляторов, которые питают бортовую аппа-ратуру в периоды затенения Солнца Землей. Таким образом, спутник ретранслятор (СР) представляет собой в значительной степени автономную систему и способен предоставлять ус-луги связи в течение длительного времени. Срок службы современных СР со-ставляет 5-15 лет.


Находясь на достаточно высокой орбите, единственный СР способен предос-тавить информационные услуги пользователям, размещенным на огромной тер-ритории диаметром от 1,5-2 тыс. км до примерно 16 тыс. км. Под областью об-служивания ССС понимают часть земной поверхности и околоземного пространства между любой парой точек, с которой возможна передача информа-ции с заданной скоростью и качеством. "Геометрия" области обслуживания оп-ределяется не только параметрами орбиты ретранслятора и характеристиками БРТК, но и характеристиками используемых земных станций (ЗС), а также тре-бованиями к пропускной способности каналов связи и качеству передачи инфор-мации. Если необходимые размеры области обслуживания велики настолько, что не могут быть покрыты одним ретранслятором, то используют орбитальную группировку, состоящую из нескольких ретрансляторов, каждый из которых об-служивает часть (зону) области обслуживания. Разбиение на зоны может ис-пользоваться и при наличии одного СР с БРТК, оборудованным многолучевой приемопередающей антенной, каждый луч которой формирует свою зону обслу-живания. Обычно зоны частично перекрываются, образуя сплошную область об-служивания, но возможны ситуации, когда целесообразным оказывается использо-вание нескольких изолированных зон.

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ



В последнее время ССС интенсивно и быстро разви-ваются. В мире создано и создается большое число ССС, различающихся решае-мыми прикладными задачами, масштабами, количеством и качеством используе-мого оборудования, пропускной способностью. Широкое распространение спутниковых сетей связи обусловлено следующими их уникальными свойствами [1]:
1. Обеспечение области обслуживания значительных размеров, вплоть до глобальной, полностью охватывающей поверхность Земли.
2. Возможность расширения интерфейса между пользователями и сетью, благодаря обслуживанию отдаленных, малонаселенных и труднодоступных территорий, где развертывание наземных сетей связи экономически не оправдано, либо просто невозможно. С этой точки зрения ССС могут играть дополняющую роль по отношению к наземным сетям.

3. Простота обеспечения широковещательного и многоадресного (циркулярного) режимов передачи.

4. Обеспечение совместной передачи по общим физическим каналам суще-ственно разнородных информационных потоков (речь, аудио-, видео-, факс, цифровые массивы и т.д.), показатели качества передачи которых значительно различаются.

5. Совместная передача непрерывного и пакетного трафика.

6. Предоставление услуг подвижным пользователям.

7. Высокая пропускная способность спутниковых каналов связи.

8. Простота обеспечения требуемых топологических свойств сети.

9. Эффективное использование сетевых ресурсов, благодаря возможности перераспределения пропускной способности сети между каналами связи в соответствии с текущими характеристиками сетевого трафика.

10. Возможность предоставления пользователям услуги глобального местоопределения.

11. Большая гибкость ССС, позволяющая в случае необходимости достаточно просто изменять область обслуживания путем изменения орбиты ретранс-ляторов или пространственной ориентации луча (лучей) бортовых антенн.

12. Простота пространственного расширения сети путем установки в области обслуживания нужных дополнительных ЗС в нужном месте, что позволяет быстро охватить сферой информационных услуг всех вновь присоединяю-щихся к сети пользователей.

13. Относительно малые сроки развертывания ССС и наладки оборудования и аппаратуры.

14. Обеспечение приемлемой совместимости с современными технологиями передачи информации наземных сетей связи, таких как ATM (Asynchro-nous Transfer Mode - асинхронный режим передачи) и Frame Relay.

15. Возможность построения крупномасштабных широкополосных цифровых сетей интегрального обслуживания - ШЦСИО {B-ISDN - Broadband In-tegrated Service Digital Network} без значительных инвестиций на началь-ных фазах развертывания, особенно на территориях, где наземная инфра- структура развита недостаточно или вовсе отсутствует.

16. ССС дают возможность объединять на начальных фазах развития наземной инфраструктуры локальные, городские и региональные наземные ШЦСИО, в том числе и на базе волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), в корпоративные, национальные, интернациональные и глобальные струк-туры. По мере созревания и развития наземной инфраструктуры ССС мо-гут быть использованы в качестве дополнения и резерва для наземных каналов связи, в частности, на случай природных и техногенных катастроф.

ССС различного назначения могут отличаться друг от друга по целому ряду классификационных признаков, основными из которых являются:

По охватываемой территории, административной структуре управления и при-надлежности космического и наземного сегментов сети связи можно выделить:

По преобладающему направлению передачи информационных потоков в ССС различают:

В простейших предпосылках (Земля имеет форму идеального шара, а на ИСЗ действует только гравитационное поле Земли) движение спутника по околозем-ной орбите подчиняется законам Кеплера [2]. Плоскость орбиты неподвижна во времени и проходит через центр Земли, а орбита имеет форму эллипса, в одном из фокусов которого расположена Земля. Точка пересечения линии, соединяющей ИСЗ и центр Земли, с поверхностью земного шара называется подспутниковой точкой. Высота эллиптической орбиты h (расстояние между ИСЗ и его подспут-никовой точкой) меняется во времени с периодом, равным времени обращения спутника по орбите. Максимальное значение высоты орбиты называется высотой в точке апогея, а минимальное - высотой в точке перигея. Другими важными параметрами, характеризующими околоземную орбиту спутника связи, являются:

При построении ССС могут быть использованы следующие типы орбит [3]:

Геостационарные СР выводятся в восточном направлении на круговую орбитe с нулевым наклонением (в экваториальную плоскость) и высотой над поверх-ностью Земли h = 35875 км. Эта орбита характеризуется тем, что угловая ско-рость спутника совпадает по величине и направлению с угловой скоростью вращения Земли и теоретически ГСР является неподвижным относительно точ-ка экватора (подспутниковой точки), над которой размещается ретранслятор вследствие этого данная орбита получила специальное название - геостационарная орбита (ГО). Геостационарную орбиту часто называют орбитой Кларка [2] в честь известного английского писателя-фантаста, впервые опубликовавшего идею об использовании трех ГСР, разнесенных на угол 120°, для создания гло-бальной сети связи еще в 1945 году. Единственным значащим параметром геостационарной орбиты является долгота подспутниковой точки ГСР.

Подавляющая часть существующих ССС использует для размещения СР гео-стационарную орбиту, основными достоинствами которой являются возмож-ность непрерывной круглосуточной связи. Вследствие этого при достижимых на сегодняшний день точностях удержания СР в рабочей точке на орбите и систем ориентации бортовых антенн на ЗС нет необходимости использовать достаточно сложные и дорогие следящие системы наведения антенн. Это существенно снижает стои-мость наземного сегмента ССС и затраты на его эксплуатацию.

Число спутников-ретрансляторов на геостационарной орбите ограничивается международными нормами. В частности, эти ограничения определяют величину минимального углового разноса ретрансляторов. Для обеспечения приемлемой электромагнитной совместимости разных ССС угловой разнос ГСР на орбите должен быть не меньше одного градуса. Геостационарная орбита близка к насы-щению. В 2000-м году общее число действующих коммерческих ГСР превысило две сотни, а их результирующая полоса пропускания составила более 200 ГГц. В связи с этим наблюдается тенденция к переходу от количественного развития ГСР к качественному путем наращивания пропускной способности каждого ретранслятора с целью максимально эффективного использования выделенных позиций на геостационарной орбите.

Низкоорбитальные ретрансляторы размещаются на круговых орбитах высотой от 700 до 1500 км. Чем ниже орбита, тем меньше область обслуживания каждого СР. Поэтому для обслуживания достаточно больших территорий земной поверх-ности требуется много спутников - от нескольких десятков до нескольких сотен. Период обращения ретрансляторов на низких орбитах составляет 90-120 минут, а максимальное время видимости спутника из фиксированной точки земной по-верхности не превышает 10-15 минут. При построении региональных ССС связные ресурсы низ-коорбитальных группировок используются неэффективно, а областью их приме-нения являются глобальные (или почти глобальные) спутниковые сети связи.

Возможные трассы средневысотных спутников выбираются на высотах от 5 до 15 тыс. км. Область обслуживания каждого средневысотного СР существен-но меньше, чем геостационарного, поэтому для охвата наиболее населенных районов суши и судоходных акваторий океанов необходимо создавать группи-ровки из 8-12 спутников. Суммарная (в обе стороны) задержка сигнала при связи через средневысотные ретрансляторы не превышает 200 мс, что позволя-ет использовать их для качественной радиотелефонной связи. Продолжитель-ность пребывания СР в зоне радиовидимости ЗС составляет 1,5-2 часа, а орбитальный ресурс средневысотных спутников лишь незначительно меньше, чем у геостационарных. Период обращения спутника вокруг Земли выбирается равным 6 часов (при высоте орбиты 10350 км). Это приводит к повторению траектории подспутниковой точки через каждые 4 витка орбиты, что значительно упрощает процесс информационного обслуживания пользователей.

ССС работают в диапазоне частот от нескольких сотен МГц до нескольких десятков ГГц в специально выделенных Регламентом радиосвязи [4] участках спектра. Применительно к ССС широко используются условные буквенные обозначения диапазонов частот:

L -диапазон (0,5-1,5 ГГц),

S -диапазон (1,5-2,5) ГГц,

С-диапазон (4-8 ГГц),

Кu-диапазон (12-18 ГГц),

Ка - диапазон (20-40 ГГц),

Q/V-диапазон (40-74 ГГц).

Распространены также и цифровые обозначения используемых в ССС диапазо-нов частот, представляющие средние округленные значения частот приёма/пере-дачи спутником-ретранслятором. Так, С-диапазону соответствует диапазон 6/4 ГГц (рабочая частота радиолиний "вверх" около 6 ГГц, а "вниз" - 4 ГГц), Ku-диапазону - 14/12 ГГц, Ka-диапазону 30/20 ГГц, а Q/V-диапазону - 50/40 ГГц.

В первое время в ССС предпочтение отдавалось L-, S- и С-диа-пазонам, соответствующим "радиоокну прозрачности" земной атмосферы, распо-ложенному ориентировочно в пределах от 1 ГГц до 10 ГГц [5]. Однако L - и S -диапазоны уже были основательно заняты другими радиослужбами, поэтому для нужд спутниковой связи в этих диапазонах были выделены полосы частот, не превышающие в сумме нескольких десятков МГц, что не позволяло достичь необходимой пропускной способности ССС. Поэтому первым выбором стал С-диа-пазон, который достаточно широко используется и до настоящего времени. Не-достатком диапазона 6/4 ГГц является возможность создания взаимных помех между ССС и наземными радиорелейными линиями связи. По этой причине, в частности, была достаточно жестко регламентирована плотность потока мощно-сти радиосигналов СР у земной поверхности. По мере постепенного насыщения :иапазона и прогресса в области производства СВЧ-компонентов радиоэлектронной аппаратуры началось освоение Ku-диапазона. В этом диапазоне можно использовать антенны меньших размеров, лучше условия электромагнитной со-вместимости с другими радиослужбами, но проявляется, хотя и не в очень сильной степени, влияние состояния земной атмосферы на поглощение и рассеяние радио-сигналов, что требует определенного энергетического запаса радиолиний связи. Тем не менее Ки-диапазон давно апробирован на практике, технология производ-ства аппаратуры отработана и в настоящее время диапазон 14/12 ГГц используется большинством из действующих СР. В последние годы идет достаточно интенсив-ная подготовка к использованию Ка- и Q/V-диапазонов. В таблице 1 [6] показана динамика изменения степени использования различных диапазонов частот ком-мерческими геостационарными спутниками связи (в процентном отношении).


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПУТНИКОВЫХ СЕТЕЙ



Особенностью ГО является неподвижность (на практике - доста-точно малая подвижность) ГСР относительно земной поверхности. Это позволяет:

Конфигурация типовой спутниковой сети связи, базирующейся на геостацио-нарных спутниках-ретрансляторах (ГССС), приведена на рис. 1. В состав ГССС обычно входят:
  1. Один или несколько ГСР, образующих космический сегмент сети.
  2. Совокупность земных станций (ЗС), оборудованных приемо-передающей аппаратурой, являющихся по отношению к сети источниками и потреби-телями информации.
  3. Одна или несколько центральных станций (ЦС), обеспечивающих управ-ление процессами информационного обмена и функционирования сети.
  4. Командно-измерительная станция (КИС), обеспечивающая управление функционированием систем ГСР и коррекцию его движения по орбите.

Земные станции обмениваются между собой информацией через ГСР, который для этого должен, как минимум, принимать излучаемые передающими ЗС сверхвысокочастотные (СВЧ) сигналы, переносить частотный спектр принимаемых сигналов в другую область частот, усиливать и переизлучать преобразованные по частоте сигналы в направлении приемных ЗС.

Земные станции выполняют также функции узлов сопряжения (шлюзов) ме-жду наземными сетями (пользователями) и ССС. С этой целью в ЗС осуществ-ляется преобразование форматов и протоколов передачи данных, используемых в наземных сетях, в форматы и протоколы, позволяющие эффективно использо-вать связные ресурсы спутниковых каналов.

ЗС - земная станция

П - пользователь

ЦЗС - центральная земная станция КИС - командно-измерительная станция

Рис. 1. Конфигурация типовой ГССС

В зависимости от назначения и про-пускной способности основные параметры и конструктивные особенности ЗС современных ГССС колеблются в широких пределах, начиная от портативных персональных терминалов с выходной мощностью в доли ватт и фиксированных малогабаритных станций с диаметром антенн 0,5-2 метра с выходной мощностью 1-20 Вт, до весьма громоздких конструк-ций с большими антеннами диаметром 25-30 метров и передатчиками мощно-стью до десятков кВт, оформленных в виде специально построенных зданий в специально выбранных местах.

Через ЦЗС центры управления сетью {NOC - Network Operation Center} координируют и протоколируют процесс функционирования сети. В частно-сти, через ЦЗС осуществляется синхронизация всех ЗС в составе сети, обес-печивается процедура включения новых ЗС в сеть, распределяются между ЗС связные ресурсы сети, архивируются данные об использовании этих ре-сурсов каждым пользователем, осуществляется маршрутизация информаци-онных потоков по каналам связи сети, выполняется тарификация. При по-мощи контрольно-измерительной станции сети центр управления полетом FCC - Flight Control Center} получает и обрабатывает данные внешнетраекторных измерений параметров орбиты ГСР и поступающую с него теле-метрическую информацию. На основании анализа этих данных формируют-ся соответствующие управляющие воздействия, обеспечивающие штатный режим работы бортовых систем ретранслятора, которые в виде цифровых команд передаются на ГСР.

Одним из важных достоинств геостационарной орбиты является возможность обеспечения значительной области обслуживания. Размеры области обслужива-ния ограничиваются следующими условиями:
  1. В пределах области обслуживания угол возвышения, или, что то же самое, угол места антенн земных станций не должен быть менее не- которого порогового значения определяемого назначением сети. Малые углы возвышения приводят к возможности затенения ГСР местными пред- метами, окружающими ЗС, к увеличению потерь полезного сигнала в атмосфере и шумов антенной системы ЗС, обусловленных радиошумовым излу-чением Земли. Для сетей фиксированной спутниковой службы, в которых затенение можно исключить путем выбора места установки ЗС, угол возвышения ог-раничивается снизу величиной 10°-12°. Для сетей же персональной под-вижной службы угол возвышения ГСР над горизонтом должен быть не ме-нее 30°.
  2. В любой точке области обслуживания при заданных параметрах ЗС на линиисвязи должны обеспечиваться энергетические соотношения не хуже заданных.

Область земной поверхности, удовлетворяющая условию 1, называется обла-стью видимости ГСР, а условию 2 - областью покрытия. Область обслуживания определяется пересечением областей видимости и покрытия.


ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ЗЕМНОЙ СТАНЦИЕЙ И СПУТНИКОМ



Расстояние между земной станцией и спутником (наклонная дальность) определяется известным соотношением [9]:

D=[(Rз)2-2(Rз+H)cosфcosп]1/2

где RЗ- радиус земли;

Н- высота орбиты спутника надповерхностью земли;

ф- географическая широта земной станции;

п- разность по долготе между подспутниковой точкой и наземной станцией.

Вычисление расстояния d должно вестись при выполнении условия обеспечения прямой видимости между спутником и наземной станцией, которое может быть выведено из неравенства.

H < d < dMAX

где dMAX- максимальное значение наклонной дальности, определяемое выражением

dmax=[(Rз+H)2-R2з]1/2

подставляя значения радиуса земли RЗ и высоту геостационарной орбиты, несложно получить требуемое условие в виде

cosфcosп > Rз /Rз +H

Таким образом, сначала проверяется выполнение истинности условия , а затем производится вычисление наклонной дальности по выражению . Если условие не выполняется, радиолиния из рассмотрения исключается.


ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛОВ ВЗАИМНОЙ РИЕНТАЦИИ НАЗЕМНЫХ И БОРТОВЫХ АНТЕНН



Для расчетов потерь необходимо вычислить угол , определяемый взаимным положением наземной станции, подспутниковой точки и центра зоны обслуживания (точки, на которую ориентирована бортовая антенна ), а также угол ф , определяемый точностью наведения антенны земной станции на спутник.

Исходными для расчета угла ш являются:


РАСЧЕТ ОСЛАБЛЕНИЯ СИГНАЛА ЗА СЧЕТ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ РАДИОВОЛН В АТМОСФЕРЕ



Основными факторами, определяющими выбор рабочих частот для спутни-ковых сетей связи, являются наличие на трассе распространения радиосигналов атмосферы Земли и внешних источников шума, принимаемых антеннами ЗС и ретрансляторов. Затухание радиоволн в невозмущенной атмосфере обусловлено в основном поглощением кислородом и водяным паром тропосферного слоя, а также ионосферой. Потери сигнала в ионосфере на достаточно высоких частотах определяются формулой [5]:

Lh[дб]=(2.10-4/4.10-3)/f2[ггц]

На частотах выше 0,2 ГГц ионосферные потери становятся весьма малыми (менее 0,1 дБ), и их можно не учитывать. Удельное поглощение кислородом и водяным паром зависит от давления, влажности, температуры и частоты. Для ко-личественного определения составляющих потерь пользуются соотношениями [5]:

- удельное поглощение кислородом [дБ/км]:

Lk'=0,321.pf2/T2[P/(f2/900)+P2+P/(2+F/30)2+P2+P/(2-F/30)2+P2]

- удельное поглощение водяным
LB'=5,72PF2/T2,5e644/T[P/(F/30-0.741)2+P2+P/(F/30-0.741)2+P2+0,0163F2P/T]

где f- частота радиосигнала [ГГц], p- давление [кПа], Т- температура [K0], - средняя абсолютная влажность воздуха [r/M3]

Частотная зависимость составляющих затухания сигналов в спокойной ат-мосфере, рассчитанная по приведенным выше соотношениям для стандартных параметров Т=290°К, Р = 101 кПа, р=8 г/м3 атмосферы

Составляющие удельных потерь энергии радиосигналов в спокойной атмосфере


В связи с резонансным поглощением водяным паром на частоте 235 ГГц в диапазоне 14-30 ГГц затухание, вносимое паром, превалирует. Полное поглощение атмосферными газами в спокойной атмосфере можно рас-считать по формуле:

LC[дб]=LK'lK+LBlB

где lk и lB - длина пути радиосигнала в слоях кислорода и водяного пара соответственно.

Длину пути сигнала в примыкающем к земной поверхности поглощающем слое высотой h можно получить, воспользовавшись формулами элементарной тригонометрии:

Из данных таблицы 1.1.4.1 следует, что на частотах до 10 ГГц потери сигнала в спокойной атмосфере не превышают 0,4 дБ, а в диапазоне частот до 30 ГГц потери в худшем случае (при у = 10°) не превышают 2,5 дБ. Свой вклад в общее ослабление радиосигналов в атмосфере могут вносить находящиеся в ней частицы различных веществ воды в виде гидрометеоров (дождь, снег, туман, град, облака), а также пыли и дыма. Ослабление в данном случае ловлено рассеянием и поглощением части энергии электромагнитных коле-баний. Затухание радиосигналов пропорционально относительному размеру частиц по отношению к длине волны, их концентрации и диэлектрической прони-цаемости. Частицы пыли и дыма, благодаря их малым относительным размерам и низкой диэлектрической проницаемости, практически никакого влияния на ослабление сигналов в рассматриваемом диапазоне частот не оказывают. Влияние кристаллов льда в виде ледяных облаков, сухого снега и града не ощущается, поскольку диэлектрическая проницаемость льда существенно ниже, чем воды. Влияние водяных облаков и тумана так же мало из-за малого размера и концен-трации частиц в этих образованиях (диаметр капель менее 0,2 мм). В наиболь-шей степени радиосигналы ослабляются крупными частицами мокрого снега и града, однако в большинстве регионов эти природные явления наблюдаются весьма редко, поэтому обычно их влиянием пренебрегают. Существенное влияние на ослабление сигналов оказывает дождь. Интегральным параметром дождя, учитывающим размеры, концентрацию, скорость падения капель и во многом опре-деляющим ослабление радиосигналов, является интенсивность дождя - 1[мм/час]. Полное затухание радиоволн в атмосфере с учетом дождя зависит от интенсив-ности осадков, пространственного расположения дождевой зоны и является слу-чайной величиной. Если известна плотность распределения интенсивности осад-ков w(I), можно говорить о доверительной вероятности того, что интенсивность дождя не превысит некоторой максимальной величины /т, которую часто назы-вают коэффициентом доступности (готовности) канала связи - К д:

Наиболее полной и строгой моделью затухания ра-диоволн в дожде является модель Крейна [1.1.4.3]. Приемлемую для практики точность обеспечивает упрощенная методика, базирующаяся на допущении об однородности свойств дождя в пределах всего объема дождевого слоя [1.1.4.4]. Рассмотрим эту чрезвычайно простую и полезную методику. Потери сигнала в дожде рассчитываются по эмпирической формуле:

LД=AIbl[дб]

Где I - интенсивность выпадения осадков [ мм/ч], l - длина пути сигнала в дождевом слое, а и b - вспомогательные коэффициенты.

Интенсивность дождя 1 имеет статистический характер и во многом опреде-ляется местом расположения ЗС. В соответствии со средним уровнем осадков на поверхности Земли выделено 14 разновидностей климатических зон. Для каждой зоны на основании статистики многолетних метеонаблюдений определено максимальное (с некоторой доверительной вероятностью Кд) значе-ние 1, которое и является исходным при расчете потерь сигнала в дожде. Исходные значения интенсивности дождя для различных климатических зон приведены , а географическое расположение зон показано н

Оценим в качестве примера потери сигнала в дожде для ЗС, работающей на передачу в диапазоне f= 30 ГГц при угле возвышения антенны у = 10° и распо-ложенной на широте 60°, высоте над уровнем моря kэс, равной нулю, в климати-ческой зоне М. Допустимый коэффициент доступности канала связи Кл = 0,99. Непосредственно из таблицы 1.1.4.2 находим, что интенсивность дождя соста-вит 4 мм/ч.

Эффективным средством снижения потерь мощности сигнала в радиолиниях вниз является использование техники разнесенного приема. Анализ показывает, что в точках приема, удаленных на расстояние около 20 км, параметры атмосфе-ры практически некоррелированы. Более того, даже при сближении точек прие-ма до 7-8 км коэффициент корреляции между интенсивностями выпадения осадков не превышает 0,2, что дает примерно такие же результаты, что и для не-коррелированных состояний атмосферы [1.1.4.7]. Затухание сигналов с учетом дождя приведено .

---------- без учета дождя

______ с учетом дождя


ЛИТЕРАТУРА



  1. Камнев В.Е., Черкасов В.В., Чечин Г.В. Спутниковые сети связи: Учебное пособие. - М.: "Альпина Паблишер". 2004. - 536с.
  2. Чернявский Г.Н., Бартенев В.А. Орбиты спутников связи. - М.: Связь, 1978. - 240с
  3. Горностаев Ю.М., Соколов В.В., Невдяев Л.М. Перспективные спутниковые системы связи. - М.: Телеком, 2000. - 132с.
  4. Регламент радиосвязи. Тм 1. - М.: Радио и связь, 1985. -509с.
  5. Справочник по радиолокации/ Под ред. Сколника М. - М.: 1976. - 455с.
  6. Материалы сайта WWW.VSAT-TEL.RU
  7. Материалы сайта www.bnews.ru
  8. Материалы сайта http://www.globalstar.ru
  9. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. Пер. с англ./ Под ред. В.В.Маркова. - М.: Связь, 1979. - 421с.
  10. Энергетические характеристики космических радиолиний. /Под ред. О.А.Зенкевича. - М.: Связь, 1972. - 436с.


Русский Englisch Francais


Crystal music googele
пиши меня эмейл