Научный руководитель : Сизякова А. Ю. Студент : Чжо Мьо Тун

1. Разработка модели помехоустойчивой спутниковой системы передачи данных с модемом BPSK(магистерскаядиссертация) Научный руководитель : Сизякова А. Ю. Студент : Чжо Мьо Тун

2. Решенные задачи – Особенности построения спутниковых систем передачи данных. – Энергетический расчет радиолинии Земля – Спутник. –Разработка модели ССС с сигналом ФМ2 и анализ помехоустойчивости системы передачи данных. – Разработка модели ССС с помехоустойчивым кодеком и расчет ее помехоустойчивости. 2

3. Глава 1Особенности построения спутниковых систем передачи данных Рис. 1.2. Виды орбит ИСЗ Рис. 1.1. Ретрансляторы ИСЗ и наземные наблюдатели Рис. 1.3. Геостационарная орбита 3

4. Кодеристочника Кодерканала ЦАП ФНЧ Мод ПФ Усилитель ПФ АНТ Канал АНТ Декодер источника Декодер канала ЦАП Limiter Дем УПЧ СМ УРЧ МШУ Рис. 1.4. Обобщенная функциональная схема системы спутниковой связи 4

5. Рис. 1.5. Функциональная схема системы спутниковой связи Исходные данные для расчета : ИС – источник сигнала с битовой скоростью R = 480 Мбит/с, МОД – модулятор сигнала ФМ2, ПУ – передающее устройство, ПРУ – приемное устройство, ДМОД – демодулятор сигнала ФМ2, ПЛ – получатель цифрового информационного сигнала, Gпрд – коэффициент усиления передающей антенны диаметром dпрд = 5м, Рпрд – мощность колебания на выходе усилителя передатчика, Gпрм – коэффициент усиления приемной антенны, диаметром dпрм = 1 м, Lсв – потери при распространении в свободном воздухе, Lдп – дополнительные потери.В системе центральная частота спектра переданного сигнала равна 12 ГГц с длиной волны λ = 2.5см. 5

6. Для расчёта энергетики используем формулу ; Дополнительные потери Lдп при распространении примем равными 7,4дБ. таблица.1.1 6

7. Для цифровой связи вероятность ошибки зависит от отношения Еb/N0 в приемнике где Еb – (удельная) энергия одного бита сигнала, N0 – спектральная плотность мощности шума, Рс – средняя мощность сигнала на входе приемника, Рш – средняя мощность шума, Пш – шумовая полоса приемника, R – скорость передачи двоичной информации. Для системы передачи с сигналом ФМ2 вероятность битовой ошибки (Рош) определяется по формуле N0 – односторонняя спектральная плотность мощности АБГШ на входе приемника, Рс – мощность сигнала на входе приемника, Рш – мощность шума, рассчитанная в полосе Пш, равной R. 7

8. Мощность шума можно определить по формуле где Пш – шумовая полоса приемника (Гц), (Дж/K) – постоянная Больцмана, Тш – шумовая температура приемника (K). 8

9. y(t) D(t) si(t) выход  УПЧ n(t) Глава 2Разработка модели ССС с сигналами BPSK Рис. 2.1.Обобщенная структурная схема системы связи с ФМ Канал связи Источник Модулятор УПЧ Демодулятор с шумом Выход Вход Рис.2.2 Схема ССС с ФМ2 Рис. 2.3. Реализация функции D(t) 9

10. Рис. 2.4. Структурная схема модели системы связи с сигналами ФМ2,реализованная в пакете System View 10

11. Рис.2.5. Схема демодулятора сигнала BPSK и спектр сигнала на выходе УПЧ Рис. 2.6. Зависимость идеальной и типичной от 11

12. Вероятность битовой ошибки при модуляции BPSK Рис. 2.7. Вероятность ошибки на бит(Рош) для сигнала BPSK от отношения Eb/N0, дБ таблица.2.1

13. Глава 3Канальное кодирование в цифровой связи Рис. 3.1. Обобщенная схема цифровой системы связи 13

14. Рис. 3.2. Цифровая модель исследуемой системы связи 14

15. а.Процесс на выходе источника ПСП (элемент 0). Рис. 3.3. Плотность вероятности датчика случайных чисел с равновероятным законом распределения от 0 до b. б.Процесс на выходе буферного каскада (элемент 1). в.Процесс на выходе кодера. Рис. 3.4. Процессы(а,б,в) в исследуемой системе связи в отсутствие ошибок в ДСК. 15

16. а.Процесс на выходе декодера. б.Процесс на выходе преобразующего (элемента 5). Рис. 3.5. Процессы(а,б) в исследуемой системе связи (p=0) в ДСК. 16

17. а.Процесс на входе кодера. б.Процесс на выходе декодера. в.Процесс на входе кодера минус на выходе декодера. Рис. 3.6. Процессы(а,б,в) в исследуемой системе связи (p=0,01) в ДСК. 17

18. Рис. 3.7.Вероятность ошибки на бит(Рош) для сигнала ДСК таблица.3.1 18

19. Выводы –рассмотрены особенности построения спутниковых систем связи. –построена обобщенная блок-схема ССС . –проведен расчет энергетики радиолинии Земля – Спутник и показано, при каких параметрах удается обеспечить требуемое значение вероятности ошибки (Рош). –построена обобщенная структурная схема и описана работа системы связи с ФМ. –разработана математическая икомпьютерная модели системы связи с ФМ2, приведены параметры элементов модели. –проведены расчет вероятности ошибки сигнала для модели системы связи с ФМ2. показано, что результаты моделирования немного больше, чем теоретические. –проведены общие сведения о циклических кодах и алгоритм формирования циклического кода. –разработана компьютерная модель системы связи с циклическим кодом. –рассчитана помехоустойчивость системы при использовании помехоустойчивого кодека (127, 92). 19

20. Спасибо за внимание