Системы спутниковой связи, вещания и передачи данных

О курсе:

Основная цель курса — расширение базовых знаний в области спутниковой связи, отработка практических навыков по планированию развертывания и применения спутниковых радиосистем и сетей различного назначения, получение опыта работы на специализированном программном обеспечении, формирование системного подхода к анализу возникающих ситуаций

Для кого:

Для специалистов, занимающихся разработкой, планированием или эксплуатацией систем и средств спутниковой связи

Программа:

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). Негеостационарные орбиты (НГСО): эллиптические и высокоэллиптические (HEO, ВЭО) орбиты, средние (MEO, CKO) и низкие (LEO, НКО) круговые орбиты, солнечно-синхронные орбиты (ССО).
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). Компоновка, основные параметры, управление на активном участке. Классификация РН. Краткая характеристика основных РН государств, обладающих доступом в космос. РН с воздушным стартом.
7. Системы контроля орбит и состояния околоземного космического пространства. Краткая характеристика. Каталог NORAD. TLE формат. ПК «Спутниковые технологии».
8. Космические аппараты (КА). Классификация КА. Малые КА. Назначение и состав основных систем КА. Система угловой ориентации и стабилизации. Назначение и решаемые задачи. Приборный состав. Углы Эйлера. Кватернионы. Навигационная система КА. Назначение и решаемые задачи. Приборный состав. Бесплатформенная инерциальная система (БИНС).
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. Тропосферные и ионосферные сцинтилляции.
14. Энергетика спутниковых радиолиний. Основные энергетические параметры. Антенны, поляризация, ЭИММ, добротность (G/T). Уравнение передачи спутниковой радиолинии. Отношение C/N и Eb/No.
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-S, S2, S2x, DVB-RCS и др.).
19. Практические занятия: расчет бюджета спутниковой радиолинии на ПК «Альбатрос-Бюджет». Расчет и оптимизация бюджета спутниковой радиолинии на ПК «Альбатрос-Бюджет».
20. Сети VSAT. Определение, типовая структура, методы расчета.
21. Спутниковые системы теле- и радиовещания.
22. Спутниковые системы ШПД. Основные принципы и используемые технологии. Обзор зарубежных проектов: O3B, Starlink, OneWeb, Kuiper. Обзор российских проектов: «Экспресс-РВ», «СКИФ», «Рассвет».
23. Спутниковые системы подвижной связи. Обзор проектов и систем: Iridium, Globalstar, Orbcom, «Гонец-М».
24. Гибридные спутниковые системы (D2D). Определение гибридной сети. Краткая характеристика технологии Direct-to-Device. Диапазоны частот. Облик спутниковой компоненты D2D 4/5G и D2D IoT.