Спутниковая система связи VSAT с многостанционным доступом вида МДЧР/ОКН

Построение диаграммы уровней СЛС На диаграмме уровней (ДУ) отображаем уровни сигнала в дБВт для следующих точек тракта: выход передатчика ЗС, вход и выход передающей антенны ЗС, вход и выход приемной антенны КС, вход и выход приемной антенны ЗС, вход приемника ЗС. Следует также показать уровень теплового шума на входе приемника КС и ЗС. Расчет ДУ при ясной погодеДля участка “вверх”Для участка “вниз”Вид ДУ показан на рис.3.7.Рисунок 3.7 – ДУ СЛСпри ясной погодеРасчет ДУ при дождеДля участка “вверх”Для участка “вниз”Вид ДУ показан на рис.3.8.Рисунок 3.8 – ДУ СЛС при дождеРазработкаструктурныхсхемстанцийПри разработке структурных схем станций проектируемой сети будемиспользовать типовые структурные схемы, приведенные в [5]. Рисунок 4.1 – Структурная схема ЦЗСVSATРисунок 4.2 – Структурная схема периферийной ЗСVSATРисунок 4.3 – Структурная схема ретранслятора КСРисунок 4.4 – Схема организации связиПояснения к функциональным схемам ПЗС и ЦЗС VSAT.Периферийная земная станция (ПЗС)СВЧ БлокПриемнаячастьСигнал поступает на параболическую антенну WA1, и далее идет на поляризационный селектор Р1, в котором происходит разделение сигналов линейной поляризации на прием и передачу.Далее сигнал через СВЧ переключатель WS1, поступает на малошумящий усилитель (МШУ) А1, где происходит его усиление до уровня необходимого для работы устройства преобразования частоты. После прохождения МШУ сигнал поступает на преобразователь частоты UZ1, гдепроисходит преобразование несущей частоты f1 =4000 МГц до промежуточной fnр.ПередающаячастьСигнал, поступаетиз блока промежуточной частоты fnр на преобразователь UZ2, в котором происходит его преобразованиедо частотыf2 = 6000 МГц.Далее сигналидет на усилитель мощности А2, в котором происходит его усиление до уровня необходимого при передаче рпзс = 14.8дБВт. Пройдя усилитель сигнал поступает на поляризационный селектор Р1 откуда идет на антенну, и далее излучается в пространство направлении КС.По конструктивному оформлениюСВЧ блок выполняется во влагозащитном корпусе, его располагаютвблизи антенного излучателячтобы обеспечить минимальныепотери мощности сигнала в АФТ.Блок промежуточной частотыПриемная частьОт устройства преобразования частоты UZ1 сигнал поступает на блок промежуточной частоты (ПЧ), гдепроисходит его разделение при помощи фильтра Z2 на информационную составляющую и служебный сигнал, который далее поступает на демодулятор UR1. Информационный сигнал после прохождения Z2подвергается вторичному преобразованию частоты наПЧ UZ3, гдепроисходит выбор 1-го частотного канала.Ко второмувходу ПЧ UZ3 поступает сигнал частоты от гетеродина G1, далее выходной сигнал UZ3 идет на фильтрацию в Z4 где осуществляется выделение сигнала 2-ой промежуточной частоты. После прохождения фильтра Z4 сигнал поступает в фазовой демодулятор UR2, где осуществляется выделение цифрового потока. Сформированныйцифровой потокпроходит на устройство декодирования U1, в котором по алгоритму Виттерби, выполняется декодирование и восстановление исходного информационного потока, скорость которого составляет 256 кбит/с. Восстановленный информационный поток проходит на аппаратно-программный интерфейс D2, где выполняется его сопряжение с компьютерной сетью или с ТфОП.Передающая частьВ этом блоке процессы происходят в обратном порядке.Посредством аппаратно-программного интерфейсаD2 формируется цифровой поток со скоростью 256 кбит/с, далее выполняется его кодирование в сверточном кодере U2. После прохождения кодера цифровой сигнал подается на фазовый модулятор UB3, в котором происходит модуляция сигнала по фазе, тип модуляции 4-ФМ. Далее промодулированный сигнал поступает на фильтр Z5, с полосой пропускания равной полосе сигнала Пс = 2100 кГц, и после фильтра на устройство преобразования частоты UZ6, где выполняется его перенос к диапазону 1-ой ПЧ. Далее происходит фильтрация сигналафильтром Z3, в которомотбрасываютсялишниечастотные составляющие преобразованного сигнала.Пройдя фильтр Z3 сигнал подвергается вторичному преобразования частотыв ПЧ UZ2 где происходит перенос частоты сигнала в диапазон СВЧ. Для остальных 6-ти потоков передаваемыми каждой ПЗС, процессы протекают аналогично.Центральная земная станция (ЦЗС)СВЧблокПриемная частьСигнал, поступившийна антенну WA1, проходит к поляризационному селектору Р1, в котором происходит сигналов приема и передачи. После прохождения селектора сигнал подается на полосовой фильтр Z1, где осуществляется выделение полосы частот приема n-го ствола КС "Ямал" f2 - 4000 МГц, соответствующую работе системы в C - диапазоне. Далее происходит усиление сигнала МШУ А1 до уровня требуемого для работы устройства преобразования частоты. МШУ А1 имеет сопряжение усилителем А2, который подключается при необходимости посредством переключателей WS1 и WS2. После прохождения усилителя сигналпри помощи разветвителя А5 поступает на два устройства преобразования частоты ПЧ UZ1 и ПЧ UZ2, где выполняется перенос его частоты из СВЧ диапазон в диапазон ПЧ. ПЧ UZ1 и ПЧ UZ2 включаются параллельно, один из которыхявляется резервным и подключается к тракту ПЧ через переключатель К1.Передающая частьВ этом блоке СВЧ тракта процессы протекают в обратном порядке. Сигнал промежуточной частоты, после прохождения разветвителя А7, поступает на устройства преобразования частоты UZ3 и UZ4 в которых происходит перенос его частоты в диапазон СВЧ, один из преобразователейявляется резервным, и подключается к блоку усилителей мощности (УМ) через переключатель WS4 и разветвитель А6. В разветвителепроисходит разделение сигнала на два, проходящиена мощные усилители A3 или А4. Один из усилителейявляется резервным, к поляризационному селектору Р1 он подключается с помощью переключателя WS3. После того как сигнал проходит селектор СВЧ C диапазона f = 6000 МГц он поступает в антенный трактгде излучается антенной WA1 в пространство по направлениюКС.Тракт промежуточной частотыПринятый сигнал ПЧ (после преобразования частоты) поступает на демультиплексор DMUX1, который работает по фильтровой схеме и разделяет суммарный сигнал на сигналы, в соответствии с полосой, занимаемой каждым отдельным сигналом. После этого сигналы поступают на канальные блоки, устройство которых аналогично блокам промежуточной частоты периферийных станций. Количество таких блоков равно количеству несущих, принимаемых данной ЦЗС (576), причем на отдельной несущей принимается служебная информация, выделяемая в демодуляторе UR2.В тракте передачи происходят обратные операции: объединение сигналов, поступивших от отдельных канальных блоков, добавление пилот сигнала и канала управления и последующий перенос суммарного сигнала в диапазон ПЧ.Система управленияДля управления сетью в состав ЦЗС входит модуль управления, состоящий из: центрального процессора системы DD, блока контроля D1, в который входят: анализатор спектра и видеоконтрольное устройство, а также канал управления. На схеме показано подключение канала управления к мультиплексору MUX1 и демультиплексору DMUX1(стрелка 2). При помощи анализатора спектра центральный процессор может оценивать уровни сигнала от каждой станции, стабильность несущих частот канальных блоков и гетеродинов преобразователей частоты. На основании результатов измерений центральный процессор DD может принять решение о временном отключении одного из каналов от сети и проведения внутреннего тестирования периферийной станции. Команды передаются по каналу управления. Результаты проведения внутренних тестов станций передаются по каналам передачи служебной информации ПЗС. Результаты работы процессора выводятся на монитор для контроля со стороны обслуживающего персонала. Если ПЗС в течение 3 секунд не получает команду от ЦЗС о возможности передачи информации, то она переходит в режим запрета на излучение. Процессор DD также управляет работой интерфейса D2 (стрелка 2).Описание ретранслятора КССигналы от приемных антенн в диапазоне от 5,93 до 6,52 ГГц поступают на 2 входных порта (1 и 2) и далее через ВЧ переключатели WS1, WS2 на приемники A1 и A3. в которых усиливаются и преобразовываются в диапазон 3,6 … 4,2 ГГц. Приемник А2 – резервный. Через ВЧ переключатели WS3, WS4 и разветвители WE1 … WE3 принятые и преобразованные сигналы поступают на блоки разделительных фильтров Z1…Z5, где разделяются на стволы шириной 36 или 40 МГц. Далее сигнал каждого ствола усиливается отдельным передатчиком. Ретранслятор содержит 12 стволов. Все передатчики разбиты на 4 группы.В первую группу входят 2 передатчика – А4, А5 (основной) и А6, А7 (резервный) мощностью 75 Вт с ЛБВ в выходном каскаде.Вторая группа (А8 … А10) содержит 3 40-Ваттных транзисторных усилителя и переключатели, обеспечивающие резервирование.Третья группа (А11 … А13) также собрана по схеме резервирования 3:2. но используются 20-Ваттные транзисторные усилители.В четвертой группе на 7 стволов имеется 9 транзисторных усилителей (А14 … А22). Мощностью 20 Вт каждый. Схема резервирования 9:7.Коэффициент усиления каждого из 17-ти передатчиков может регулироваться по командам с Земли.В состав ретранслятора входи также радиомаяк (А23, А24), работающий на частоте 3800МГц со схемой резервирования 2:1.Сигналы всех передатчиков и радиомаяка с выходных портов 3… 15 поступают к передающим антеннам через переключатели и фильтры сложения.Список использованных источников1. Методические указания и индивидуальные задания (МУ) по выполнению курсового проекта по дисциплине “Космические и наземные системы радиосвязи”.: - М: из-во МТУСИ, 2015 г. –37 с.2. Рекомендация МСЭ-R Р.618. 3. Рекомендация МСЭ-R Р.838. 4. Рекомендация МСЭ-R P.837. 5. Спутниковая связь и вещание. Справочник / Под ред. Кантора Л.Я.: - М: Радио и связь, 1997. 6. Ермилов В.Т. Международное регулирование применения земных станций спутниковой связи типа VSAT. - М.: Горячая линия-Телеком, 1999.