COMUNICATII PRIN SATELIT - Principiile transmisiei prin satelit

COMUNICATII PRIN SATELIT

Principiile transmisiei prin satelit

Transmisia semnalelor radio prin satelit se realizeaza in modul urmator:

a)      Semnalul purtator de informatie (mesajul) moduleaza o purtatoare de SIF sau UIF care este dirijata in spatiu cu ajutorul unei antene directionale, sub forma unui fascicul ascendent, catre o antena de receptie a unui satelit "parcat" de obicei pe o orbita geostationara (deci avand o pozitie fixa fata de statia de emisie).

b)      Satelitul este un sistem activ, adica nu reflecta pur si simplu semnalele primite de la statia de emisie, ci le proceseaza in vederea retransmisiei lor. Modulul destinat receptiei - procesarii - retransmisiei semnalelor se numeste transponder (transmitter + responder). Un satelit dispune de un numar variabil de transpondere, fiecare lucrand pe o anumita frecventa. Un transponder poate functiona si in regim de semitransponder (half - transponder).

c)      Semnalele sunt transmise spre Pamant de catre antenele de emisie a satelitului sub forma unui fascicul descendent (downlink) care este receptionat de statiile terestre de receptie. De obicei, frecventele purtatoare ale celor 2 fascicule - uplink si downlink - sunt diferite.

Zona (suprafata) terestra asupra careia radiaza antene de emisii a satelitului se numeste "zona de acoperire" sau footprint. O instalatie de receptie amplasata oriunde in aceasta zona poate capta semnalele provenite de la satelit, stabilind o legatura directa intre punctele de emisie si receptie - via satelit.

In esenta, transmisia prin satelit este o transmisie de cca. 30.000 Km ce utilizeaza un singur releu intre punctele de emisie si receptie. Avantajul acestei transmisii nu consta numai in faptul ca utilizeaza un singur releu, mai degraba in aceea ca acopera o suprafata terestra foarte mare.

Amanunt interesant: cu toata viteza enorma cu care se propaga u.e.m. (300.000 Km/s) semnalele receptionate au o intarziere de cca. 250 ms fata de momentul emisiei.

Zonele de acoperire sunt reprezentate pe harti prin curbe de nivel constant, indicand puterea (EIRP) sau densitatea ei la suprafata solului (PFD).

Forma zonei de acoperire si marimea ei depind de orientarea antenei de emisie si de puterea satelitului.

Din punct de vedere al dimensiunii fasciculului semnalelor emise, acestea se clasifica in urmatoarele tipuri:

a)      globale (global beam) - acopera cca. 40% din suprafata globului pamantesc,

b)      emisferice (henisphere beam) - acopera cca. 10+20% din suprafata globului,

c)      largi, de castig mediu (wide beam sau medium gain) - acopera aproximativ suprafata Europei

d)     inguste, sau reduse, de castig mare (spot, superbeam sau high gain) - acopera suprafata catorva tari.

Caracteristicile tehnice si reglementarile juridice conduc la clasificarea generala a satelitilor geostationari in:

sateliti de telecomunicatii

sateliti de radiodifuziune

sateliti meteorologici

sateliti stiintifici

sateliti militari etc.

Metode de transmisie a semnalelor utilizate

in radiocomunicatiile prin satelit

Principalele limitari tehnice care apar in cazul transmisiilor prin satelit se refera in principal la:

puterea disponibila la emisie (care este cuprinsa, de obicei, intre 20-250W/transponder)

spectrul zgomotului

Prin urmare, tehnicile care s-au dezvoltat si care continua sa apara incearca sa rezolve problemele legate de aceste aspecte.

Modulatia de frecventa MF este, evident, mai avantajoasa decat modulatia de amplitudine MA, intrucat se obtine un raport S/N la emisie cu 20 dB mai mare in cazul MF decat in cazul MA. In plus, semnalele modulate in frecventa sunt mult mai putin afectate de perturbatii decat cele modulate in amplitudine.

Sisteme cu multiplexare analogica in timp a semnalelor (MAC - multiplexed analogic components). Aceasta tehnica consta in comprimarea in timp a informatiei, transmiterea in aceasta stare prin lantul de transmisiune, receptionarea si apoi decomprimarea in vederea aducerii in timp real a informatiei. In principal, fazele acestui proces sunt:

esantionare

stocare (in memorie)

comprimare (citire cu viteza mai mare)

Variante ale acestui sistem sunt: C-MAC, D2-MAC, HD-MAC.

Tehnica digitala cea mai cunoscuta - denumita acces multiplu cu divizare in timp (TDMA - Time Division Multiple Acces) se bazeaza pe intercalarea complexa a unor intervale de 1ms la 2ms de trafic digital, ceea ce permite ca transponderul sa prelucreze numai un semnal la un moment dat.

Capacitatea legaturilor cu flux de date intermediar (IDR - Intermediate Data Rate) poate fi marita prin utilizarea tehnicilor de multiplicare a canalelor digitale:

LRE - Low Rate Encoding - codificarea cu viteza mica

ADPCM (PCM diferentiala adaptiva).

Interpolarea digitala a vorbirii - DSI - Digital Speech Interpolation - permite practic dublarea capacitatii circuitelor.

Accesul multiplu alocat la comanda - DAMA - Demand Assigned Multiple Acces - permite folosirea mai eficienta a canalelor in zonele cu trafic redus.

Tehnica PSK ( Phase Shift Keying) octovalenta este o tehnica de transmisie cu viteza inalta.