• Тархов Николай Сергеевич
  • 2000
  • 19

Радиотехническая автономная адаптивная система приема-передачи сигналов через низкоорбитальные ИСЗ автореферат диссертации для написания диплома, курсовой работы, тема для доклада и реферата

Радиотехническая автономная адаптивная система приема-передачи сигналов через низкоорбитальные ИСЗ - темы дипломов, курсовиков, рефератов и докладов Ознакомиться с текстом работы
Специальность ВАК РФ: 05.12.21 — Радиотехнические системы специального назначения, включая технику СВЧ и технологию их производства
  • Реферун рекомендует следующие темы дипломов:
  • Анализ адаптивных систем приема-передачи сигналов через низкоорбитальные
  • Математические модели аддитивных помех
  • Выбор диапазона частот для космических радиолиний
  • Реферун советует написать курсовую работу на тему:
  • Потери в радиолинии, шумы атмосферы, планет и приемных систем
  • Фазовые эффекты в атмосфере
  • Простые, сложные, узкополосные, широкополосные сигналы
  • Реферун советует написать реферат на тему:
  • Выбор манипуляции в сетях с пакетной радиосвязью
  • Повышение достоверности передачи информации при пакетной радиосвязи
  • Алгоритмы обработки сигнала
  • Реферун предлагает написать доклад на тему:
  • Принципы организации связи в комплексе
  • Выбор признаков наблюдаемого состояния при контроле бортовых радиотехнических средств
  • Алгоритм подготовки данных
Поделиться с друзьями:

Выдержки из автореферата диссертации Тархов Николай Сергеевич, 2000, 05.12.21 — Радиотехнические системы специального назначения, включая технику СВЧ и технологию их производства

Актуальность темы: Потребность современного общества в обмене различного рода информацией стимулирует быстрое развитие систем. спутниковой связи (ССС). Однако, традиционные высокоорбитальные ССС требуют использования громоздкого и дорогостоящего оборудования земных станций (ЗС), что часто недоступно массовому потребителю. Поэтому сегодня актуальна задача создания недорогих ССС, в первую очередь для обслуживания пользователей тех регионов, которые недостаточно обеспечены услугами наземных сетей, и где их построение нерентабельно. В последнее время во многих странах проводятся работы по созданию космических ССС с использованием низкоорбигальных искусственных спутников земли (ИСЗ) - высота орбит 700-2000 км.

Системы пакетной передачи сигналов предназначены для передач любых данных в цифровом виде с небольшими скоростями от нескольких сотен бод до нескольких десятков кбод. Во многих применениях для этих систем не предъявляются жесткие требования по оперативности доставки сообщений. Тогда низкоорбитальная система пакетной передачи сигналов строится исходя из следующих основных принципов:

- используются ИСЗ с отсутствием коррекции положения на орбите, что позволяет отказаться от использования двигательных установок на ИСЗ;

- используется УКВ диапазон частот (130-400 МГц), что позволяет применить на ИСЗ и в земных станциях слабоналрааленные антенны с коэффициентом усиления 0-3 дБ;

- используются передатчики с небольшой мощностью.

К таким системам относятся ССС "Ирвдиум", "Глобалстар", "Инмарсат", "ЛеОсат" за рубежом, "Гонец", "Курьер", "Сигнал", "СПС-спутник", "Радио-МГ в России, международная космическая радиотехническая система обнаружения терпящих бедствие КОСПАС-САРСАТ.

Для повышения надежности, достоверности и помехоустойчивости используются различные способы: разнесение анналов по времени и частоте, разнесенный прием, перестройка рабочей частоты и т.д. Это приводит к увеличению энергетических затрат и создает трудности в реализации автономных систем. Поэтому необходимы другие решения и методы.

При использовании автономных, подвижных объектов необходимо адаптировать энергетические возможности наземного оборудования к параметрам канала связи. Адаптивная система пакетной передачи информации позволяет в зависимости от условий прохождения по каналу связи (КС) управлять мощностью передатчика и длительностью

информационного пакета, что обеспечивает экономию энергии и повышает достоверность передаваемых сообщений.

Это обусловило выбор объекта исследования диссертации, которым. является: канал пакетной передачи .> сигналов через низкоорбитальные ИСЗ.

Предмет исследования: Поляризационные и амплитудные характеристики сигнала, проходящего от ИСЗ к земной поверхности, методы приема и обработки сигналов.

Методы исследования: Теория поляризованных электромагнитных волн, излучаемых вращающимся источником и проходящих через ионосферу, метод резонансной угловой фильтрации электромагнитных волн, моделирование на ЭВМ и натурного эксперимента с использованием теории вероятности и математической статистики.

Целью диссертационной работы является повышение достоверности передаваемой информации путем оптимизации параметров канала связи при ограничениях на энергетические возможности передающих устройств и предельную чувствительность приемников.

В соответствии с поставленной целью автором решаются следующие задачи:

1. Проведеше классификации различного вида помех по происхождению, по физическим свойствам, по характеру воздействия на сигнал.

2. Разработка математической модели канала связи с использованием ИСЗ с учетом помех и шумов.

3. Разработка алгоритма работы канала связи с управлением мощностью передатчика, в зависимости от условий прохождения сигнала с учетом действующих ограничений.

4. Разработка способа и алгоритма управления адаптивной антенной системой (решеткой).

5. Разработка модели, определяющей оптимальные параметры передающего канала по известным характеристикам канала принимаемого сигнала на основании имеющихся статистических результатов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана математическая модель канала связи с использованием ИСЗ с учетом помех и шумов.

2. На основе метода резонансной угловой фильтрации определены собственные значения и функции преобразования Карунена-Лоэва, позволяющие реализовать оптимальный прием фазоманипулированных сигналов.

3. Разработана модель канала связи с управлением мощностью передатчика.

Практическая значимость работы.состоит в следующем :

1. Теоретические положения и выводы диссертации применены для решения практических задач.

2. Предложена методика ... о пред слеши длительности, информационного пакета

3. Разработан способ оптимально то формирования передаваемого сигнала с учетом энергетических ограничении.

4. Полученные результаты позволяют разработать варианты технической реализации приемо-передшощих устройств наземных объектов с ограниченными энергетическими ресурсами.

На защиту выносятся:

1. Алгоритмы и структурные схемы приемо-передающих устройств ЗС с ограниченными энергетическими ресурсами.

2. Алгоритм адаптивного согласования угла поляризации приемной антенны ЗС с углом поляризации полезного сигнала и способ передачи информационного пакета с управлением мощностью передатчика

3. Результаты анализа воздействия различного вида помех на прохождение электромагнитной волны через ионосферу и тропосферу.

4. Результаты экспериментальных исследований каналов связи с использованием низкоорбигальных ИСЗ.

5. Совокупность зависимостей, позволяющих синтезировать наземные устройства приема-передачи с ограничением по мощности.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на П Международной конференции «Спутниковая Связь» в 1996 г., г. Москва, на научных сессиях, посвященных Дню радио областного и Российского НТО им. АС.Попова в 1997 г., 1998 г., 1999 г., 2000 г. (г. Москва, г. Тула), на Всероссийской научно-практической конференции СУЭТО-2ШО, научно-технических конференциях ТулГУ в 1997 г., 1998 г., 1999 г.

Основные результаты работы:

1. Разработана математическая модель канала связи с использованием низкоорбигальных ИСЗ, позволяющая определить требования к основным функциональным блокам системы и оптимизировать их параметры.

2. Разработана структура оптимального приемника фазоманипулированных сигналов на основе разложения сигналов в спектр с применением преобразования Карунена-Лоэва, что позволило минимизировать ошибку оценивания параметров информационного сигнала

3. Разработаны алгоритм и методика определения длительности информационного пакета, позволяющие обеспечить минимальные энергетические затраты на передачу информационного пакета

4. Разработаны структурная схема и алгоритмы работы системы обмена информацией с ограниченными энергетическими ресурсами, включающие способ адаптивного согласования угла поляризации приемной антенны с углом поляризации принимаемого сигнала и способ передачи информационного пакета с управлением мощностью передатчика, позволяющие существенно повысить отношение сигнал/шум на входе приемника и за счет этого достоверность передаваемой информации.

5. Проведены экспериментальные исследования основных блоков системы обмена информацией, подтвердившие правильность предложенных алгоритмов обработки.

Содержание диссертации отражено в следующих работах:

1.Луцков Ю.И., Тархов НС., Крючков С.В. Экспериментальная установка системы спутниковой связи через низкоорбигальные ИСЗ // 52 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тездокл. -Москва, ИПРЖ "Радиотехника"-1997. - с. 267-268.

2.Тархов Н.С., Беляков Б.В., Боровых О.А.Устройство сопряжения системы управления компьютерного узла цифровой связи с использованием низкоорбитальных ИСЗ // 14 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -Тула, ОЕГГО РЭС им. А.С.Попова-1997.-с. 19-20.

3.Луцков Ю.И., Тархов Н.С. Адаптивная антенная система канала связи через низкоорбитальные ИСЗ // 53 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -Москва, ИПРЖ "Радиотехника"-1998. - с. 116-117.

4.Тархов НС. Моделирование канала связи через низкоорбитальные ИСЗ И 53 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -Москва, ИПРЖ "Радиотехника"-1998. - с. 115.

5.Тархов НС. Экспериментальная установка для исследования каналов связи через низкоорбитальные ИСЗ // Всероссийская молодежная научная конференция "24 Гагаринские чтения" : Тез. докл. - Москва, 1998. - с. 17.

6.Луцков Ю.И., Тархов НС., Боровых О.А. Устройство управления адаптивной антенной системы //15 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл -Тула, ОНТО РЭС им. А.С.Попова - 1998. -с. 70.

7.Тархов НС., Крючков С.В. Комбинированное уплотнение в автоматических радиотелефонных станциях //15 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -Тула, ОНТО РЭС им. А.С.Попова - 1998. - с. 30.

8.Тархов НС. Повышение достоверности передачи информации при пакетной радиосвязи с использованием ИСЗ // 54 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -Москва, ИПРЖ "Радиотехника" 1999. - с. 73.

9.Тархов НС. Математическая модель канала связи с использованием ИСЗ //16 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -"Гула, ОНТО РЭС им. А.СПопова - 1999. - с. 10.

10.Тархов НС. Оптимизация характеристик системы связи через низкоорбитальные ИСЗ в условиях энергетических ограничений// 16 Научная сессия, посвященная Дню радио : Тез.докл. -Тула, ОНТО РЭС им. А.С.Попова -1999. - с. 66.

П.Тархов НС. Повышение эффективности связи при использовании нестабилизированных ИСЗ с линейной поляризацией антенн // Труды 55 Научной сессии, посвященной Дню радио "Радиотехника, электроника и связь на рубеже тысячелетия", -Москва, 17-19 мая 2000 г., ИПРЖ "Радиотехника" 2000.-с. 149-150.

12. Тархов НС. Результаты экспериментальных исследований линий связи с использованием низкоорбитальных ИСЗ/Лруды 17 Научной сессии, посвященной Дню радио-Тула, ОНТО РЭС им. А С.Попова - 2000. - с. 42-43.

13. Покровский Ю.А, Макарецкий Е.А, Тархов НС. Расчет преобразования Карунена-Лоэва случайных фазоманипулированных радиосигналов на основе метода резонансной угловой фильтрации// Труды 17 Научной сессии, посвященной Дню радио-Тула, ОНТО РЭС им. А С. Попова -2000.-с. 13-14.

14. Тархов НС. Автономная адаптивная система пакетной передачи информации через низкоорбитальные ИСЗ //Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Системы управления электротехническими объектами" посвященной 70-летию Тульского государственного университета,-Тула, 25-26 мая 2000 г.. ТулГУ - с. 33-35.

Подписано п печать СО. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская № 2

Офсстная печать. Усл. печ. л. t, / . Усл. кр.-отг. /j / . Уч. изд. л. /¡С

Поделиться с друзьями: