МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский физико-технический институт (государственный университет)»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_______________
«____» ____________2008 г.
ПРОГРАММА
По курсу: «Системы космической связи»
По направлению 010600: «Прикладные математика и физика»
Магистерская программа 010625: «Космические информационные системы. Связь, навигация и дистанционное зондирование»
Факультет: ФРТК
Кафедра: «Радиотехнические космические системы»
Курс: 4
Семестр: 7,8
Лекции: 66 часов
Практические – нет
Лабораторные занятия – нет
Экзамен – нет
Зачет с оценкой – 8 семестр
ВСЕГО ЧАСОВ: 66
Программа утверждена на заседании кафедры
«Радиотехнические космические системы»
24 июня 2008 г.
Разработал программу
Доктор технических наук, профессор
Заведующий кафедрой
Доктор технических наук, профессор ________________
Председатель
Ученого совета ФРТК
Доктор технических наук ________________
СОДЕРЖАНИЕ
АННОТАЦИЯ
Курс «Системы космической связи» (СКС) рассчитан на слушателей, имеющих базовую университетскую (политехническую) подготовку по радиотехнике, кибернетике, системотехнике, теории информации, цифровым методам обработки сигналов.
В курсе лекций специально выделены международные аспекты систем космической связи, и присущие России особенности в этой области космической деятельности. СКС рассматривается как крупномасштабная система со свойственными ей методами создания и эксплуатации.
Рассматриваются основные виды современных отечественных и зарубежных СКС, их структуры и функции, а также тенденции их развития. При этом упор делается на предоставление ими услуг с заданным уровнем качества различным классам пользователям. Уделено внимание вопросам эффективности и окупаемости СКС.
РАЗВЕРНУТАЯ ПРОГРАММА ЛЕКЦИЙ (66 час.)
Раздел 1. МЕЖДУНАРОДНЫЕ И НАЦИОНАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ СИСТЕМ КОСМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
Тема 1. Основные мировые направления развития систем связи: глобализация, персонализация и мультимедийность и их влияние на мировой правопорядок. Научно-промышленные методы и средства, обеспечившие развитие систем связи в указанных направлениях: интеграция и конвергенция.
Тема 2. Геополитическое положение России и СКС. Вопросы национальной информационной и технологической безопасности.
Тема 3 Примеры глобальных, региональных и ведомственных СКС. Их национальные, корпоративные и международные статусы.
Тема 4. Космическая среда – как одно из звеньев физического канала мировой открытой сетевой системы связи. Принцип обеспечения «прозрачности» для конечного пользователя.
Тема 5. Общесистемные требования, предъявляемые к качеству сервиса, как глобальному показателю степени удовлетворенности пользователя предоставляемыми ему услугами. (Рекомендации МКТТ.)
Тема 6. Основные международные понятия и определения в области космических систем связи, установленные «Регламентом радиосвязи»: спутниковая связь и спутниковое вещание, фиксированная (ФСС) и подвижная (ПСС) спутниковые службы, радиовещательная спутниковая служба (РСС), службы космической связи, космические станции (радиоретрансляторы), земные станции и т. д.
Тема 7. Международный «частотный план». Распределение полос частот между службами. Особенности процедуры координации и присвоения частот в России.
Раздел 2. ОБЩЕСИСТЕМНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СКС
Тема 8. СКС как представитель класса крупномасштабных систем с присущими им особенностями проектирования, создания и эксплуатации.
Тема 9. Основные системные требования, предъявляемые к СКС: зона обслуживания, пропускная способность (общее количество транспондеров и их пропускные способности), виды и качество предоставляемых услуг, методы многостанционного доступа, срок активного существования СР.
Тема 10. Виды орбит для различных служб связи, их специфики, преимущества и недостатки и свойственные им эффекты (Доплера, «затенения», «засветки» и т. п.).
Тема 11. Основные энергетические показатели спутниковых каналов. Эквивалентная изотропно-излучаемая мощность – ЭИИМ (EIRP), энергетический потенциал (отношение энергии сигнала на входе приемника к спектральной мощности шума). Диаграмма энергетических уровней и бюджет канала. Назначение энергетического резерва («запаса главного конструктора»).
Тема 12. Типовая логическая и варианты современных физических структурных схем («схем деления») СКС. Технологические и целевые системы КА, их массовые соотношения. Современная тенденция интеграции контуров технологического и целевого управления.
Тема 13. Ботовые ретрансляционные комплексы (БРТК) с прямой ретрансляцией и с регенерацией (обработкой) сигнала. Их сравнительные преимущества и недостатки в части использовании мощности передатчиков, сложности оборудования БРТК, помехоустойчивости и обеспечении информационной безопасности. Типовые структурные схемы.
Тема 14. Многостанционный доступ и методы разделения сигналов: МДЧР, МДВР, АЛОХА. Особенности, преимущества и недостатки.
Тема 15. Организация многолучевых зон обслуживания. Методы обеспечения межлучевой коммутации.
Тема 16. Спутниковые Интернет-каналы.
Раздел 3. СКС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ И КВАЗИ-ГЕОСТАЦИОНАРНЫХ ОРБИТ
Тема 17. Преимущества и недостатки. Виды предоставляемого сервиса. Эффекты, вызываемые отклонениями орбиты от нулевого наклонения. Международные нормы частотно-пространственной координации. Зоны видимости, покрытия и обслуживания. Заявочная характеристика антенны.
Тема 18. Средства и особенности вывода, установки и удержания ИСЗ в «точке стояния».
Тема 19. Многокритериальная оптимизация при выборе основных системных характеристик СКС и облика СР.
Тема 20. Наземные станции типа VSAT. Основные технические характеристики. Топологии сетей на базе VSAT.
Тема 21. Базовая архитектура сетей интегрального обслуживания (ISDN). Рекомендации МКТТ по конфигурациям интерфейсов «пользователь – сеть».
Раздел 4. СКС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОЭЛЛИПТИЧЕСКИХ ОРБИТ ТИПА «МОЛНИЯ»
Тема 22. Преимущества использования в условиях России. Основные виды пользователей. Особенности построения земных станций.
Раздел 5. СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ СПУТНИКОВОЙ СЛУЖБЫ (СПСС)
Тема 23. Основные области применения и виды пользователей.
Тема 24. Основная тенденция – использование низкоорбитальных малых космических аппаратов (МКА).
Тема 25. Орбитальные структуры, обеспечивающие глобальность, непрерывность и оперативность связи.
Тема 26. Наземный сегмент СПСС.
Тема 27. Примеры зарубежных систем.
Тема 28. Востребованность в России систем подвижной спутниковой службы, и реальное состояние дел.
Тема 29. Отечественная система «Гонец». Виды предоставляемых услуг. Проектная структура системы и ее потенциальные возможности.
Раздел 6. ВОПРОСЫ ЭФФЕКТИВНОСТИ СКС
Тема 30. Целевая и экономическая эффективность.
Тема 31. Методология расчета окупаемости системы.
ЛИТЕРАТУРА
Спутниковая связь и вещание. Справочник под редакцией . М.: «Радио и связь», 1997. Бернард Скляр. Цифровая связь. М.-Санкт-Петербург-Киев, 2003. Регламент радиосвязи. Международный союз электросвязи. Т.1. М.: «Радио и связь», 1985. Международный Союз электросвязи. МККТТ. Синяя книга, т.3-вып.3.8. . Модельная база проектирования крупномасштабных систем// «Информационные технологии в проектировании и производстве», №4 2002. Спутниковые системы связи и вещания 2001/2002, «Радиотехника», 2002.