Структура телеметрической радиолинии с расширением спектра для низкоорбитального малого космического аппарата
https://doi.org/10.31854/1813-324X-2024-10-2-48-56
EDN: FAKNHQ
Аннотация
В работе рассматривается вопрос создания телеметрической радиолинии для малых космических аппаратов, в частности формата CubeSat. Существенным ограничением аппаратов данного формата являются габариты антенных элементов и мощность передающей аппаратуры, что приводит к низкой энергодоступности сигнала на наземном приемном пункте. Предложена структура информационного кадра физического уровня радиолинии, построенного на основе сигнально-кодовой конструкции с прямым расширением спектра, что позволяет добиться усиления сигнала для достижения необходимого уровня помехозащищенности. Реализация усиления подобным образом позволяет осуществлять адаптивное управление пропускной способностью канала в зависимости от изменения отношения сигнал-шум при изменении дальности от аппарата до пункта приема. С учетом предложенной структуры информационного кадра проведен анализ объема получаемой телеметрической информации в течение сеанса связи в зависимости от максимального угла места наблюдения аппарата. Также предложен вариант структуры взаимодействия узлов системы связи на канальном уровне.
Об авторах
Д. А. Караваев
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Россия
Россия
инженер кафедры радиосистем и обработки сигналов
Е. И. Глушанков
Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Россия
Россия
доктор технических наук, профессор, профессор кафедры радиосистем и обработки сигналов
Список литературы
1. Cappelletti C., Battistini S., Malphrus B.K. CubeSat Handbook: From Mission Design to Operations. Elsevier, 2021. 469 p.
2. Sagari S., Baysting S., Saha D., Seskar I., Trappe W., Raychaudhuri D. Coordinated dynamic spectrum management of LTE-U and Wi-Fi networks // Proceedings of the International Symposium on Dynamic Spectrum Access Networks (DySPAN, Stockholm, Sweden, 29 September 2015). IEEE, 2015. PP. 209‒220. DOI:10.1109/DySPAN.2015.7343904
3. Maral G., Bousquet M., Sun Z. Satellite Communications Systems: Systems, Techniques and Technology. Wiley, 2020. 800 p.
4. Рекомендация МСЭ-R P.618-13 (12/2017) Данные о распространении радиоволн и методы прогнозирования, необходимые для проектирования систем связи Земля-космос.
5. Ali I., Al-Dhahir N., Hershey J.E. Doppler characterization for LEO satellites // IEEE Transactions on Communications. 1998. Vol. 46. Iss. 3. PP. 309‒313. DOI:10.1109/26.662636
6. Blümm C., Heller C., Fourestie B., Weigel R. Air-to-ground channel characterization for OFDM communication in C-Band // Proceedings of the 7th International Conference on Signal Processing and Communication Systems, ICSPCS, Carrara, Australia, 16‒18 December 2013). IEEE, 2013. PP. 1‒8. DOI:10.1109/ICSPCS.2013.6723935
7. Cid E.L., Sanchez M.G., Alejos A.V. Wideband Analysis of the Satellite Communication Channel at Ku- and X-Bands // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2016. Vol. 65. Iss. 4. PP. 2787‒2790. DOI:10.1109/TVT.2015.2425037
8. Triple Feed Patch antenna // Maarten Baert's website. 2019. URL: https://www.maartenbaert.be/quadcopters/antennas/triple-feed-patch-antenna (дата обращения 20.01.2024)
9. Torrieri D. Principles of Spread-Spectrum Communication Systems. Cham: Springer, 2018. 727 p. DOI:10.1007/978-3-319-70569-9
10. ГОСТ Р 55947–2014. Телевидение вещательное цифровое. Приемники для эфирного цифрового телевизионного вещания DVB-T2. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний. М.: Стандартинформ, 2014. 27 с.
11. Tsatsaragkos I., Paliouras V. A Reconfigurable LDPC Decoder Optimized for 802.11n/ac Applications // IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems. 2018. Vol. 26. Iss. 1. PP. 182‒195. DOI:10.1109/TVLSI.2017.2752086
12. Richards М.A. Fundamentals of Radar Signal Processing. McGraw-Hill, 2005. 513 p.
13. Stein S. Algorithms for ambiguity function processing // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. 1981. Vol. 29. Iss. 3. PP. 588‒599. DOI:10.1109/TASSP.1981.1163621
14. Hamkins J., Marvin K.S. Autonomous Software‐Defined Radio Receivers for Deep Space Applications. Wiley, 2006. 464 p.
15. Noels N., Steendam H., Moeneclaey M., Bruneel H. Carrier phase and frequency estimation for pilot-symbol assisted transmission: bounds and algorithms // IEEE Transactions on Signal Processing. 2005. Vol. 53. Iss. 12. PP. 4578‒4587. DOI:10.1109/TSP.2005.859318
Рецензия
Для цитирования:
Караваев Д.А., Глушанков Е.И. Структура телеметрической радиолинии с расширением спектра для низкоорбитального малого космического аппарата. Труды учебных заведений связи. 2024;10(2):48-56. https://doi.org/10.31854/1813-324X-2024-10-2-48-56. EDN: FAKNHQ
For citation:
Karavaev D., Glushankov E. Structure of Spread Spectrum Telemetry Radio Link for LEO Small Satellite. Proceedings of Telecommunication Universities. 2024;10(2):48-56. (In Russ.) https://doi.org/10.31854/1813-324X-2024-10-2-48-56. EDN: FAKNHQ
Просмотров:
278
Послать статью по эл. почте 