ВОПРОС 13. Каналы авиационной электросвязи: основные направления повышения помехозащищенности передачи информации. Методы помехоустойчивого кодирования сигналов: каскадные коды.

Влияние характеристик каналов на безопасность полетов

 

Учебник Вдовиченко стр 95…

 Под каналом передачи информации понимают всю совокупность технических средств, обеспечивающих передачу электрических сигналов от источников к потребителю.

Каналы авиационной электросвязи: бывают

Радиолокация, радионавигация, Телеграфная связь, телефонная.

Так же они классифицируется на:

Каналы связи для передачи аналоговых сигналов,

Каналы связи для передачи дискретных сигналов,

Каналы связи для передачи цифровых сигналов,

Каналы связи с памятью,

Качество передачи информации по каналам связи.

Основные направления повышения помехозащищенности передачи информации:

Методы помехоустойчивого кодирования сигналов

-Метод кодирования «с возвратом к нулю» предусматривает хотя бы одно изменение сигнала в представлении каждого бита и обладает свойством самосинхронизации.

Недостатки: состоит в том, что он обладает меньшей помехоустойчивостью, чем другие методы кодирования.

-Метод « без возврата к нулю» при кодировании этим методом представление единиц осуществляется напряжением положительной полярности, а нулей отрицательной. За счет того, что сигнал не изменяется при передаче одноименных битов, идущих подряд, уменьшается частота сигнала, и соответственно ширина спектра, что позволяет более эффективно использовать полосу пропускания.

Недостатки: метод не обладает свойством синхронизации, т.к. при передачи одноименных битов подряд изменения сигнала отсутствуют, что не позволяет сформировать сигнал самосинхронизации

-Метод кодирования «без возврата к нулю с переключением по единице»

При кодирование каждой единицы производится переключение полярности на границе тракта, при передачи нулей полярность остается неизменной.

-Код Миллера называемый также «модифицированной фазовой модуляцией» При передачи каждой единицы полярность переключается в середине такта, при передаче нулей полярность не изменяется, если в следующем тракте передается единица, или переключается в конце такта, если в следующем такте передается ноль.

Достоинства Он обладает синхронизацией, При непрерывном поступлении нулейили единиц переключение полярности происходит с интервалом

(Методы обработки сигналов, предназначенный для увеличения надежности передачи по цифровым каналам. Кодирование с исправлением ошибок. Двоичный канал связи. Появление фиксированной одиночной ошибки. Поиск при декодирование. Параметры Помехоустойчивых кодов)

 

Каскадные коды

Строятся по принципу поэтапного применения двух или более процедур кодирования к последовательности передаваемых информационных символов. При этом символами кода последующего этапа ( ступени) кодирования является слова кода предыдущей степени. Процедура кодирования двоичным каскадным кодом сводится к следующему.

Последовательность двоичных символов передаваемого сообщения разбивается на К к-элементных блоков. Каждый к- элементный блок рассматривается как символ нового (q-ичного) алфавита и подлежит кодированию (N, К) q-ичным кодом. В результате реализации процедуры кодирования (N, К) кодом к к- элементным блокам добавляется N-К избыточных к- элементных блоков или символов q-ичного алфавита.

Достоинства:

Низкая сложность кодирующих и декодирующих устройств, так как каскадные коды позволяют выполнить процедуру кодирования и декодирования по этапам, применяя на каждом этапе достаточно короткие по сравнению с результирующим коды

Позволяют реализовать достаточно большое кодовое расстояние, поэтому их применение на каналах с помехами эффективно..

Исправление ошибок при минимальной сложности их построения.

 

 

ВОПРОС 14. Спутниковые системы авиационной электросвязи. Назначение, принципы построения, параметры орбит, структура и методы разделения сигналов. Роль спутниковых систем в обеспечении безопасности полетов.

 

Космическая радиосвязь - радиосвязь, при которой используются космические станции, расположенные на космических объектах, в частности, на ИСЗ.

Космическая станция (КС) - станция, расположенная на космическом объекте.

Земная станция (ЗС) - станция радиосвязи, расположенная на земной поверхности.

Спутниковая связь -связь между земными станциями через космические станции; является частным случаем космической радиосвязи.

По охватываемой территории ССС подразделяются на:

- международные, в состав которых входят ЗС различных стран, различают:

а) глобальные (с всемирным охватом) - Интерспутник, Интелсат;

б) региональные - Евтелсат, Арабсат;

- национальные - все ЗС находятся в пределах одной страны - Экран, Москва, Орбита, различают:

а) зоновые, ЗС находятся в пределах одной из зон (районов);

б) ведомственные, ЗС принадлежат одному ведомству (организации, фирме).

ССС применяют для передачи различных видов информации:

- программ телевидения; различают системы обмена телевизионных программ между равноправными ЗС и системы циркулярного распределения программ то передающей ЗС к большому числу приемных ЗС;

- других видов симплексных сообщений, чаще всего циркулярного характера: программ звукового вещания, изображений газетных полос;

- телефонных сообщений, дуплексных по своему характеру; каналы ТЧ могут использоваться для обмена другими видами информации - телеграфной, дискретной от ЭВМ и других источников.

В зависимости от типа ЗС и назначения системы различают следующие службы радиосвязи:

- фиксированная спутниковая служба (ФСС) - служба радиосвязи между ЗС, расположенными в определенных (фиксированных) пунктах, при использовании одного или нескольких спутниках;

подвижная спутниковая служба - между подвижными ЗС при использовании одного или нескольких спутников. Различают сухопутную, морскую и воздушную.

 -радиовещательная спутниковая служба - сигналы со спутника предназначены для непосредственного приема населением. Возможен индивидуальный и коллективный прием, в последнем случае программа вещания (телевизионная или звуковая) доставляется абонентам с помощью наземной системы распределения -кабельной или эфирной, передатчиком небольшой мощности.

В этой связи на базе новых телекоммуникационных и компьютерных технологий осуществляется:

- интеграция систем и сетей связи всех видов вооруженных сил (от локальных до глобальных) в единую военную глобальную сеть передачи информации с интеграцией услуг;

- разработка и начало реализации концепции создания взаимодействующих местных, национальных и глобальных информационных инфраструктур вооруженных сил в целом и ВВС в частности.

Развитие и совершенствование сопряженных сетей и систем персональной подвижной связи (местного, регионального и глобального охвата) и широкополосных магистральных (на базе волоконно-оптических кабелей и ИСЗ) трансконтинентальных и трансокеанских линий связи с гигабитными потоками обмена информацией.

В целом систему связи можно представить следующей структурой (рисунок 5.13):

 

Рисунок 5.13

 

Здесь КСС занимает одно из ведущих мест в организации требуемого уровня связи. Они обеспечивают широкий спектр услуг связи, из которых следует выделить три основных класса:

- системы пакетной передачи данных;

- системы речевой (радиотелефонной) связи;

- системы для определения местоположения (координат) потребителей.

При радиотелефонной связи в спутниковых системах используют цифровую передачу сообщений с учетом общепринятых международных стандартов. При этом задержка сигнала на трассе распространения не должна превышать 0, 3с и обслуживание абонентов должно быть непрерывным и происходить в реальном масштабе времени.

При необходимости абонент может определить свое местоположение (координаты) на Земле при помощи специальной навигационной аппаратуры.

Эта аппаратура по сигналам спутников персональной связи и (или) шлюзовых станций определяет координаты потребителя с достаточной точностью.

Спутниковые системы связи обеспечивают достаточно высокую точность определения местоположения (координат) абонента, которая составляет около 300 м (независимо от времени суток, погодных условий и т. п.)2.

Для реализации перечисленных услуг спутниковая сеть должна отвечать следующим требованиям:

- cпутники должны оснащаться высокоточной системой ориентации

для удержания луча их антенны в заданном направлении.

- количество спутников в системе должно быть достаточным для обеспечения сплошного и непрерывного покрытия зоны обслуживания

. Для обеспечения достаточного количества каналов связи должны применяться многолучевые антенные системы, работающие на высоких частотах3.

Для обеспечения непрерывности радиотелефонной связи через спутник, оснащенный многолучевыми антенными системами, требуется большое количество узловых (шлюзовых) станций с дорогим коммуникационным оборудованием.

Значительный прогресс в развитии спутниковых систем связи достигнут благодаря:

- обработки сигнала на борту спутника-ретранслятора,

- созданию перспективных сетевых протоколов обмена информацией,

- применение недорогих портативных пользовательских терминалов с малым энергопотреблением.

- микроминиатюризации функциональных узлов коммуникационного оборудования.

- применение методов многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), (основан на использовании широкополосных сигналов).

Главным преимуществом спутниковой связи заключается в отсутствии ограничений по привязке к конкретной местности Земли. Поэтому последнее обстоятельство является определяющим фактором использования ССС в

ВВС, когда противоборство конфликтующих сторон сопровождается высокой динамикой изменения их дислокации.

Таким образом, спутниковая связь направлена на качественное изменение всей индустрии телекоммуникаций. Она, в частности, откроет новые возможности для управления ВВС на всех их иерархических уровнях.

Структура спутниковых систем связи

В состав любой спутниковой системы связи (рисунок 5.14) входят следующие составляющие: космический сегмент, состоящий из нескольких спутников ретрансляторов; пользовательский (абонентский) сегмент, осуществляющий связь при помощи персональных спутниковых терминалов; наземные сети связи, с которыми через интерфейсы связи сопрягаются шлюзовые станции космической связи.

 

Рисунок 5.14 - Состав спутниковой системы связи

 

Космический сегмент.

Космический сегмент включает в себя несколько спутников-ретрансляторов, которые образуют космическую группировку. Спутники-ретрансляторы, как правило, размещаются равномерно на определенных орбитах.

В состав любого связного КА входят следующие основные элементы:

- Центральный процессор

- Радиоэлектронное оборудование БРТК

- Антенные системы

- Система ориентации и стабилизации

- Двигательная установка

-Система электропитания (аккумуляторы и солнечные батареи) К каждому КА предъявляются вполне определенные требования по жесткости, расходованию электроэнергии ориентации, стабилизации и т.д. Число

спутников в орбитальной группировке является результатом компромисса между стоимостью и желаемым объемом услуг связи с одной стороны, и простотой и ценой персонального спутникового терминала — с другой. Эти сведения надо учитывать при ориентации на ту или другую систему связи.

Наземный сегмент включает в себя:

- центр управления системой;

- центр запуска КА;

- центр управления связью;

- шлюзовые станции.

Центр управления системой осуществляет:

- слежение за КА;

- расчет их координат сверку и коррекцию времени;

- диагностику работоспособности бортовой аппаратуры;

- передачу служебной (командной) информации и т.д.

Указанные функции управления выполняются на основе телеметрической (ТМ) информации, поступающей от каждого КА орбитальной группировки.

Для управления космической группировкой в различных режимах работы КА используют как штатные каналы связи (с учетом перекрестной спутниковой связи), так и отдельные территориально разнесенные командно измерительные станции. Благодаря этому центр управления системой позволяет обеспечить с достаточно высокой оперативностью:

- контроль запуска и точность вывода КА на заданную орбиту,

- контроль состояния каждого КА,

- контроль и управление орбитой отдельного КА,

- контроль и управление КА в нештатных режимах работы.

Центр запуска КА определяет:

- программу запуска,

- осуществляет сборку ракеты-носителя, ее проверку,

- установку полезной нагрузки (КА)

- проведение предстартовых проверок и испытаний.

После запуска ракеты-носителя производят траекторные измерения на активном участке полета, которые транслируются в центр управления системой, где для формирования промежуточной орбиты корректируются расчетные траекторные данные.

Центр управления связью.

 Центр управления связью планирует использование ресурса спутника, координируя эту операцию с центром управления системой. Центр управления связью осуществляет через национальные

шлюзовые станции анализ и контроль связи, а также управление. 5.3.2 Принципы построения перспективных систем спутниковой связи с многостанционным доступом Экспериментальные запуски первых советских низкоорбитальных спутников " Стрела-1" начались в 1964 году. После проведения испытаний такие спутники стали запускаться регулярно по 8 штук за один пуск на ракетах-носителях " Космос-3", а позже - " Космос-3М". Более крупный аппарат " Стрела-2" впервые был выведен на орбиту год спустя - в 1965 году. Он был тяжелее " Стрелы-1", однако " Стрела-2" имел при этом и более высокую информативную пропускную способность, чем его предшественник. С конца 60-х годов запуски обоих вариантов " Стрел" стали проводиться в СССР регулярно с целью создания орбитальных группировок и перехода от экспериментальной к штатной эксплуатации систем низкоорбитальной связи. Впоследствие эти аппараты прошли модернизацию, на них изменилась элементная база. " Стрела- 1М" и " Стрела-2М" запускались вплоть до начала 90-х годов. С 1985 года началось развертывание более современной системы спутниковой связи на низких орбитах - " Гонец", использовавшей более современный спутник " Стрела- 3".

Создание системы " Гонец" предусматривает два этапа.

- На первом этапе будет осуществлено развертывание системы, ныне обозначаемой как " Гонец-Д1".

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: