Разработка модели и исследование помехоустойчивости приемника земной станции

Разработка модели и исследование помехоустойчивости приемника земной станции спутникового канала связи Cтудент : Сай Си Ту Мин Научный руководитель : А. Ю. Сизякова Дата : 14. 06. 2012

Задачи, решаемые в диссертации • Разработка математической , цифровой моделей и анализ помехоустойчивости ССС с сигналами ВPSK и DВPSK • Расчет энергетики спутниковой радиолинии Спутник-ЗС • Построение модели системы тактовой синхронизации (СТС) • Построение модели схемы формирования опорного напряжения (СВН) • Разработка компьютерной модели системы тактовой синхронизации (СТС) • Анализ помехоустойчивости ССС с сигналами BPSK и DBPSK при использовании СВН и СТС • Сравнение результатов расчета и моделирования

3

Цифровой поток R=512 Мбит/с Сигнал ФМ 2 Рс ИС МОД Рпрд Gпрд Канал связи с шумом Lсв, Lдп Рпрм Gпрм ПУ ПРУ ДМОД dпрд=0, 8 м dпрм=4, 1 м Тш=300 K Рис. Обобщенная блок-схема системы спутниковой связи 4 П

Расчет энергетики спутниковой радиолинии Полагая, что расстояние D между геостационарным ИСЗ и наземной станцией равно 37243 км, можно рассчитать мощность сигнала на входе приемника: Рпрм(д. БВт) = – 112, 8 д. БВт Рс. требу = – 109, 92 д. БВт Рс. требу ≤ Рпрм на 2, 88 д. Б 5

При передаче информации в радиосистемах спутниковой связи используются модулированные колебания. Амплитудная манипуляция Частотная манипуляция Фазовая манипуляция 6

Обработка сигнала BPSK Модулированный BPSK сигнал можно записать как если D(t) = – 1, если D(t) = 1, 7 Рис. Реализация сигнала BPSK si(t)

Аналитический расчет зависимости Рош (Еb/N 0) для сигнала BPSK Минимальная вероятность ошибки при оптимальном приеме сигнала BPSK рассчитывается по формуле: где Q(x) - интеграл вероятности, Еb-энергия сигнала, N 0 - спектральная плотность мощности шума 8

Зависимость вероятности битовой ошибки от Eb/N 0, д Б для сигнала BPSK. 1. 00 E-01 0 1. 00 E-02 1. 00 E-03 1. 00 E-04 1. 00 E-05 1. 00 E-06 9 2 4 6 8 10 12

Компютерная модель системы связи с сигналами BPSK, реализованная в пакете System View 10

Обработка сигнала DBPSK Дифференциальный кодер 11

Аналитический расчет зависимости Рош (Еb/N 0) для сигнала DBPSK Минимальная вероятность ошибки при оптимальном приеме DBPSK рассчитывается по формуле: сигнала 1. 00 E-01 0 2 4 6 8 10 12 1. 00 E-03 BPSK 1. 00 E-04 1. 00 E-05 12 1. 00 E-06

Рис. Модель одноканальной спутниковой системы связи с DBPSK сигналом, реализованная в пакете System View 13

Системы Тактовой Синхронизации Моя модель Модель Вин Зо Хейна 14

Модель разомкнутого тактового синхронизатора с использованием согласованного фильтра 15

Построение математической модели СВН и оптимизация ее параметров Рис. Функциональная схема ФАП 16 Рис. Блок–схема системы связи с СВН

Рис. Функциональная схема СВН 17

СТС СВН Модель спутниковой системы связи с сигналом BPSK при наличии СВН и СТС 18

0 2 4 6 8 10 12 1. 00 E-01 1. 00 E-02 1. 00 E-03 BPSK (Теория) 1. 00 E-04 1. 00 E-05 1. 00 E-06 Рис. Сравнение результатов моделирования ССС для сигнала BPSK при наличии СВН и СТС 19

СТС СВН Модель спутниковой системы связи с сигналом DBPSK при наличии СВН и СТС 20

1. 00 E+00 0 2 4 6 8 10 12 1. 00 E-01 1. 00 E-02 1. 00 E-03 DBPSK(Теория) 1. 00 E-04 1. 00 E-05 1. 00 E-06 Сравнение результатов моделирования ССС для сигнала DBPSK при наличии СВН и СТС 21

1. 00 E+00 0 2 4 6 8 10 12 1. 00 E-01 1. 00 E-02 1. 00 E-03 DBPSK c СВН и СТС 1. 00 E-04 1. 00 E-05 Сравнение результатов моделирования ССС для сигналов DBPSK и BPSK при наличии СВН и СТС 22

Выводы по диссертации Проведен обзор особенностей построения ССС Выполнен энергетический расчет спутниковой радиолинии Построена компьютерная модель ССС с сигналами BPSK и DBPSK Построена математическая модель разомкнутого тактового синхронизатора Построили компютерную модель системы передачи информации с сигналом BPSK и DBPSK с использованием СТС в пакете System View Построили модель системы восстановления несущей (схема Костаса) в линейном и нелинейном режимах с помощью программы System View. Проведен расчет зависимостей Рош(Eb/N 0) на модели ССС с сигналом BPSK и DBPSK при наличии СВН в составе демодулятора с идеальной СТС, расчет зависимости Рош(Eb/N 0) на модели ССС с сигналом BPSK и DBPSK при наличии СВН и СТС. Показано, что результаты моделирования систем ВPSK со схемой СВН и СТС более совпадают с теорией при больших значениях отношения, чем в аналогичной схеме для сигнала DBPSK. Проигрыш составляет 0. 7 д. Б для вероятности ошибки 10 -3. 23