Системы спутниковой связи, вещания и передачи данных

Курс разработан и проводится при участии ИКЦ «Северная Корона», лидера в поставках специализированного программного обеспечения собственного производства, предназначенного для проектирования спутниковых и наземных радиосистем передачи информации.

1. Введение в системы спутниковой связи и вещания. Принцип спутниковой связи, распределение частот для спутниковых служб, службы спутниковой радиосвязи, особенности нормативно-правового регулирования, передача информации в спутниковой радиолинии.
2. Орбитальное движение (основы баллистики космических аппаратов)*. Системы координат и исчисление времени. Космическая скорость. Законы орбитального движения. Кеплеровские параметры орбиты. Ограничения на выбор параметров орбит. Треки, трассы, зоны радиовидимости. Возмущенное движение ИСЗ. Коррекция параметров орбиты КА и маневрирование в космосе.
3. Основные типы орбит*. Геостационарная орбита (ГСО), высокоэллиптические орбиты (ВЭО) типа «Молния» и «Тундра», солнечно-синхронные орбиты (ССО), другие типы негеостационарных орбит (НГСО).
4. Орбитальные группировки*. Основные типы и параметры орбитальных группировок (ОГ). Многоэшелонные ОГ. Межспутниковые линии. Станции сопряжения. Гарантированные зоны радиовидимости (ГЗРВ).
5. Космодромы. Краткая характеристика. Стартовые и технические комплексы. Азимуты запусков. Роль широты положения узла запуска.
6. Ракеты-носители (РН). Цели и задачи. Типы РН. Схемы выведения и развертывания КА и ОГ.
7. Системы контроля орбит и состояния околоземного космического пространства*. Краткая характеристика. Каталог NORAD. TLE формат. ПК «Спутниковые технологии».
8. Типовая аппаратура КА. Назначение и состав основных систем спутника связи и вещания. Система управления движением КА. Назначение, типовой состав, виды и основные характеристики БРТК КА.
9. Типовая аппаратура земных станций. Назначение, типовой состав и основные характеристики ЗС.
10. Международная нормативная база. Регламент Радиосвязи (РР). Особенности предоставления ресурсов ГСО на плановой и координационной основе. Координация сетей на НГСО. Международный справочный регистр частот (BRIFIC) и международный частотный информационный циркуляр (IFIC).
11. Проблема помех. Взаимные помехи в диапазонах частот ФС, ФСС, ПСС и РВСС. Причины, источники и последствия помех по входу БРТК КА. Причины, источники и последствия помех по входу ЗС. Обзор типовых помеховых ситуаций.
12. Геолокация в спутниковых сетях. Введение в геолокацию, поверхности положения. Основные методы определения координат источника излучения. Разностно-дальномерный метод (TDOA). Доплеровский метод (FDOA). Другие методы решения задач геолокации.
13. Потери на участках «Космос-Земля» и «Земля-Космос». Основные факторы, влияющие на энергетику радиолинии. Потери в свободном пространстве. Ослабление в атмосферных газах. Ослабление в дожде и облаках, влияние на шумовую температуру ЗС. Деполяризация в дожде. Фокусировка и дефокусировка. Тропосферные сцинтилляции и многолучевость. Снижение усиления антенны из-за некогерентности волнового фронта. Ослабление в песчаных и пылевых бурях.
14. Энергетика спутниковых радиолиний. Основные энергетические параметры. Антенны, поляризация, ЭИММ, добротность (G/T). Уравнение передачи спутниковой радиолинии. Отношение C/N и Eb/No. Практика: расчет энергетики радиолинии.
15. Методы модуляции. Классификация методов модуляции. Принцип модуляции. Частотная и энергетическая эффективность. Квадратурные модуляторы/демодуляторы. Формирующий фильтр. Методы ФАПЧ. Основные типы модуляции.
16. Методы помехоустойчивого кодирования. Основы помехоустойчивого кодирования. Блочные и циклические коды. Сверточные коды. Многоуровневые коды. Турбокоды.
17. Многостанционный доступ. Общая характеристика методов многостанционного доступа. Метод доступа с частотным разделением (FDMA), с временным разделением (TDMA), с кодовым разделением (CDMA). Комбинированные методы.
18. Спутниковые сети. Топология сетей. Методы эффективного использования пропускной способности ретранслятора. Разделение и распределение спутникового ресурса. Адаптивное изменение сигнально-кодовых конструкций (АСМ). Протоколы передачи информации в спутниковых сетях (DVB-S2x, DVB-RCS и др.).
19. Практические занятия: расчет бюджета спутниковой радиолинии на ПК «Альбатрос-Бюджет».
20. Выезд в Центральный музей связи имени А.С. Попова.
21. Сети VSAT.
22. Спутниковые системы теле- и радиовещания.
23. Спутниковые системы ШПД.
24. Спутниковые системы подвижной связи.
25. Российские проекты спутниковых телекоммуникационных систем в рамках ФЦП «СФЕРА»: «Экспресс-РВ», «СКИФ», «Марафон IoT», «Гонец», Talum Leo-1.
26. Зарубежные системы и проекты. O3B, Starlink, OneWeb, Kuiper и др.

(*) Занятие проводится с элементами выполнения практических работ на ПК «Спутниковые технологии» и «Альбатрос-Бюджет»