Расчет спутниковой линии связи ставрополь владивосток с помощью цифроспутника

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы построения магистральных спутниковых систем связи в Российской Федерации

1.1. Принципы организации цифрового вещания и связи через геостационарные ИСЗ

1.2. Нормативно-правовое регулирование спутникового сегмента в соответствии с ФЗ «О связи» и решениями ГКРЧ

1.3. Элементная база современных земных станций спутниковой связи отечественного производства

Глава 2. Инженерно-технический расчет параметров спутникового радиоканала Ставрополь — Владивосток

2.1. Определение геометрических характеристик трассы и зон видимости космического аппарата

2.2. Энергетический расчет линии связи и обоснование выбора параметров приемо-передающего оборудования

2.3. Оценка влияния условий распространения радиоволн и многолучевости на качество сигнала

Глава 3. Оптимизация параметров передачи данных и обеспечение качественных показателей инфокоммуникационной сети

3.1. Выбор методов канального кодирования и модуляции для обеспечения заданного уровня QoS

3.2. Расчет пропускной способности канала и оценка помехозащищенности системы

3.3. Разработка функциональной схемы организации связи между удаленными узлами сети

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

Расчет спутниковой линии связи Ставрополь — Владивосток с помощью цифроспутника

Специальность: 11.02.15 Инфокоммуникационные сети и системы связи

ВВЕДЕНИЕ

Развитие инфокоммуникационных сетей и систем связи в Российской Федерации является стратегическим приоритетом государственной политики в области цифровой экономики и обеспечения информационной безопасности. Особое значение в современных условиях приобретает создание высокоскоростных и надежных каналов связи между удаленными регионами страны, характеризующимися значительной протяженностью территории и сложными географическими условиями. Магистральные спутниковые линии связи остаются одним из наиболее эффективных средств организации инфокоммуникационных услуг на территориях с низкой плотностью населения, в труднодоступных районах и при необходимости обеспечения резервирования наземных волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) [1, c. 23].

Направление Ставрополь — Владивосток представляет собой трансконтинентальную трассу протяженностью более 7500 километров, пересекающую несколько часовых поясов и климатических зон. Организация надежного канала связи между Южным и Дальневосточным федеральными округами имеет критическое значение для обеспечения функционирования федеральных органов исполнительной власти, корпоративных сетей связи крупных промышленных предприятий, финансовых структур и операторов связи. Применение современных геостационарных космических аппаратов системы «Экспресс» и «Ямал», эксплуатируемых ФГУП «Космическая связь», позволяет реализовать высокоскоростные каналы передачи данных с пропускной способностью до нескольких сотен мегабит в секунду при обеспечении требуемых показателей качества обслуживания (QoS) [12, c. 87].

Актуальность настоящей выпускной квалификационной работы обусловлена необходимостью разработки инженерно-технических решений по проектированию спутниковых линий связи в соответствии с современными требованиями Федерального закона № 126-ФЗ «О связи», решениями Государственной комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) и нормативами качества услуг связи, утвержденными Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации. Расчет параметров спутникового радиоканала должен учитывать специфику распространения радиоволн сантиметрового диапазона в различных климатических условиях, влияние метеорологических факторов на энергетику линии связи и требования электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств [5, c. 134].

Степень разработанности проблемы в отечественной научно-технической литературе характеризуется наличием фундаментальных трудов в области спутниковой связи, выполненных специалистами МТУСИ, СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, ФГУП «НИИР», АО «Информспутник» и других профильных организаций. Однако большинство существующих методик проектирования спутниковых линий связи требуют адаптации к современным стандартам цифрового вещания DVB-S2/DVB-S2X, применению адаптивных систем кодирования и модуляции (ACM), использованию отечественной элементной базы и оборудования в условиях импортозамещения [18, c. 56].

Цель выпускной квалификационной работы — выполнение комплексного инженерно-технического расчета параметров спутниковой линии связи на направлении Ставрополь — Владивосток с использованием геостационарного космического аппарата и разработка рекомендаций по оптимизации показателей качества передачи данных.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• проанализировать принципы построения магистральных спутниковых систем связи в Российской Федерации и нормативно-правовую базу регулирования использования радиочастотного спектра;
• изучить элементную базу современных земных станций спутниковой связи отечественного производства и требования к их техническим характеристикам;
• рассчитать геометрические параметры спутниковой трассы Ставрополь — Владивосток через геостационарный космический аппарат, определить углы места и азимуты направления на спутник;
• провести энергетический расчет линии «вверх» и линии «вниз» с учетом параметров бортового ретранслятора и характеристик земных станций;
• оценить влияние атмосферных факторов на качество радиосигнала и рассчитать запасы на замирания для обеспечения требуемой готовности канала связи;
• выполнить расчет пропускной способности спутникового канала при использовании современных методов помехоустойчивого кодирования и многопозиционной модуляции.

Объектом исследования является спутниковая линия связи магистрального назначения, организованная между земными станциями в городах Ставрополь и Владивосток через геостационарный космический аппарат.

Предметом исследования выступают технические параметры спутникового радиоканала, методики расчета энергетики линии связи и показатели качества передачи цифровых потоков данных в инфокоммуникационной сети.

Методологическую базу исследования составляют теоретические положения в области спутниковых систем связи, изложенные в трудах российских ученых и специалистов отрасли; расчетные методики энергетического анализа радиолиний, регламентированные рекомендациями МСЭ-Р серии S и адаптированные к российским условиям; методы оценки влияния тропосферы и гидрометеоров на распространение радиоволн; математический аппарат теории информации для расчета пропускной способности канала; нормативно-техническая база, включающая ГОСТ Р 53801-2010, ГОСТ Р 58324-2018, решения ГКРЧ и документацию ФГУП «Космическая связь».

Научная новизна работы заключается в адаптации классических методик расчета спутниковых линий связи к специфике трансконтинентальной трассы Ставрополь — Владивосток с учетом различий климатических условий в точках размещения земных станций, а также в применении современных стандартов DVB-S2X и технологий адаптивного кодирования для оптимизации использования частотно-энергетического ресурса спутникового ретранслятора.

Теоретическая значимость исследования состоит в систематизации методов инженерного расч

…