автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.02, диссертация на тему:Исследование и разработка методов повышения эффективности национальных спутниковых систем фиксированных служб связи и телевизионного вещания

министерство связи российской федерации

8 АВГ 1994

Московский ордена трудового красного знамени технический университет связи и информатики

На правах рукописи удк б?.;. 397. г

Бупха Силап (Республика Лаоса)

исследование и разработка методов повышения эффективности национальных спутниковых систем фиксированных служб связи и телевизионного вешания

Специальность : 05.12.02 Системы передачи информации по каналам связи

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Носква 1994 г.

Работа выполнена в Московской ордена Трудового красного Знамени технической университете связи и информатики на каФедре систен радиосвязи.

Научный руководитель : кандидат технически наук, доцент.

Л. с. Сорокин

Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор.

Б. П. Хромой

кандидат технических наук. с. н, с.. Н. Н. Не с вит

Ведущее предприятие указано в решении специализированного совета.

Зашита диссертации состоится "_____"______1994 г. в________ч

на заседании специализированного совета к lie.Об.03 по присуждении ученой степени кандидата технических наук Московского ордена Трудового красного знамени технического университета связи и информатики.

Адрес : 105655. ГСП. Москва. Авиамоторная, 8а. НТУСИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУСИ.

Автореферат разослан "____"______1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент О. В. Натвеева

- з -

ОБЯЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Акту ад ьность тены. В настоящее вреня в Лаосе неуклонно растет потребность в магистральных спутниковых линиях связи, предназначенных для внутригосударственного и международного обмена многоканальными телефонными сообщениями, телевизионными программами. Увеличивается такаю потребность в каналах и системах ТВ вешания. В ряде случаев, с учетом географической и экономической специфики (небольшая территория и неразвитость кабельных и волоконно-оптических сетей связи из-за тяжелых природных условий рельефа) наиболее эффективным (а иногда и единственно возможный') способом распространения сообщений являются спутниковые системы связи (ССС).

Системы спутниковой связи представляют собой дорогостоящие комплексы, поэтому большое значение имеет их эффективное использование. Эффективность - это некоторый обобщенный показатель, характеризующий степень соответствия характеристик функционирования системы предьвляемым требованиям к ней. Важнейшим показателем эффективности ССС являются минимальные затраты на их сооружение, при использовании только традиционных технических решений не всегда удается добиться приемлемой эффективности по этому показателю, эта проблема возникает, например, при создании национальных ССС, работавших в диапазоне 6/4 ГГЦ. 14/11 ГГп и 30/20 ГГц. Одним из методов ее решения является оптимизация характеристики ССС по обобщенному показателю эффективности, позволявшего получать надежные результаты оптимизации.

Известно достаточно иного различных критериев опенки систем связи, некоторые из которых могут быть отнесены и к ССС. К числу таких критериев относятся: энергетический , частотный "f. информационный ^ и стоимостной критерий С эффективности. Известны также другие виды критериев, однако, каждый из них. инея свои преимущества и недостатки, не является достаточно совершенным. Поэтому вопрос о выборе- критериев опенки эффективности различных типов ССС является очень актуальным, в данной диссертации рассматривается 2 основных типа ССС. которые в соответствии с классификацией НККР определены как: ФСС - спутниковые системы Фиксированной службы связи и СТВ - систеиа спутникового телевизионного вешания. Причен к ФСС относятся : дуплексные системы, предназначенные для обмена телефонными и телевизионными сигналами, а также системы спутникового радиовешания (СРВ).

В диссертации показано, что разработка критериев эффективности национальных ССС. создаваемых малыми государствами, по ряду особенностей также является актуальной задачей как с теоретической, так и с практической точки зрения. К числу таких наиболее важных особенностей следует отнести : как правило, сложную конфигурацию территории при ее общих налых размерах, остроту проблемы ЭНС. экономические трудности и ряд. других.

Цель работы. Основной целью данной диссертационной работа является исследование и оптимизация технико-экономических показателей.эффективности функционирования ССС с учетом всех основных влияющих на нее Факторов. Для достижения поставленной цеди в диссертации решаются следуйте научные

задачи :

- исследование особенностей построения национальных ССС;

- анализ результатов исследования показателей эффективное!« ФСС и СТВ;

- разработка обобщенного критерия эффективности ФСС и

СТВ:

- разработка и исследование частных критериев эффективности ССС;

- оптимизация технике-экономических показателей, надежностных характеристик и структуры ФСС и СТВ;

- применение результатов исследования для целей определения оптимального варианта и характеристик ФСС и СТВ национальной системы связи для республики Лаос.

Основные результаты работы и научная новизна проведенных о диссертационной работе исследований состоят в том. что :

- осуществлена разработка количественного критерия эффективности ФСС и ств;

- получены выражения, позволяющие оценить технико-экономические показватели ФСС и СТВ с учетом надежностных характеристик оборудования земного сегмента (ЗСг) и космического сегмента (КСг);

- определен алгоритм оптимизации и расчета параметров целевой функции технико-экономической эффективности ФСС и СТВ;

- разработана программа оптимизации на ЭВМ технико-экономических и- надежностных показателей ФСС и СТВ. имегаая прикладное значение;

- определен вариант оптимального построения перспектив-

- с -

ной национальной ССС республики Лаос с учетом особенностей ее географического и экономического положения:

- для анализа взаимодействия между зс и РРС, определяющего условия энс ссс и ррл. использованы и реализованы графоаналитический метод расчета интегральной функции распределения (ифр) мощности помех в каналах аналоговых систем радиосвязи (аср) и расчета ифр вероятности ошибок в цифровых системах радиосвязи (UCP) и графоаналитический метод расчета координационного расстояния;

- предложен и разработан метод снижения мешающего воздействия от ССС на работу телефонных каналов РРЛ путем введения специального сигнала дисперсии (СД> в тракт РРЛ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. оптимальная совокупность методов повышения эффективности ФСС и СТВ.

г Обобщенный технико-экономический критерий эффективности функционирования ФСС и СТВ.

3. Общие результаты исследования технико-экономических и надежностных характеристик ФСС и СТВ на основе оптимизации по частным критериям эффективности : частотно-инФормационно-энергетическому критерию (ЧИЭКЭ). пространственно-координационному критерию (ПККЭ) и стоимостному критерию (скэ), а также по обобщенному технико-экономическому критерию.

4. Результаты оптимизации ФСС и СТВ для республики Лаос.

5. Графоаналитический метод расчета интегральной функции распределения вероятности ошибок в UCP и мощности помех в каналах АСР.

б. Графоаналитический метод расчета координационного расстояния между зет и PFC.

Т. Нетод улучшения условий ЭНС ССС и РРЛ путем введения-сд в тракт РРЯ.

8. Результат экспериментального исследования.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что огог могут служить основой, при разработке соответствующих рекомендаций и норм на повышение эффективности функционирования ФСС и СТВ малых- государств.

Нетоды исследования. При исследованиях, проведенных в данной диссертационной работе, применялись методы статистической радиотехники, эвристические методы анализа. методы Физического и вычислительного эксперимента. Для расчетов, связанных с оптимизацией параметров ФСС и СТВ, использовались методы поиска экстремума многомерной функции.

Приведенный алгоритн оптимизации и определения параметров ФСС и СТВ может быть использован Администрациями связи при экспертизе заявочных характеристик ФСС и СТВ. При этом программа, реализующая данный алгоритм, имеет прикладное значение и может использоваться при разработке нового оборудования и при проектировании национальных ссс.

достоверность полученных результатов подтверждается использованием энпири-ческих сведения, опубликованных в отечественной и зарубежной литературе, применением адекватных методов исследования.'

проведением корректных математических исследований.

Апробация результатов работы.

Результаты диссертационной работы докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава НТУСИ в 1991. 1992. 1993 гг._ часть материалов второй главы была направлена и рассмотрена в Администрации связи Лаоса.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано б печатных работ.

Структура и объем работы, диссертационная работа изложена на 210 страницах машинописного текста, иллюстрируется 53 рисунками и 19 таблицами и состоит из Введения, пяти глав. Заключения, списка используемой литературы из 129 наименований и Приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении даются обитая характеристика и основное содержание работы.

в первой главе указывается, что проблема повышения эффективности ССС всегда остается актуальной задачей, поскольку с каждым годом отмечается рост потребности обмена информации через ССС. ССС развиваются как на международном уровне, так и на национальном уровне, предназначенного для организации-спутниковых систем и сетей связи виутригосудар-

ственного значения Вопрос о развитии национальных ССС связывается с конкретныни условиями их Функдиоштгования и с последними рекомендациями НККР, показывающими перспективы я тенденции совершенствования ССС различного назначения.

Использование одних и тех же несущих частот для обслуживат ния различных зон на поверхности земли с почти совмещенных геостационарных спутников ножет быть значительно облегчено путем применения спутниковых антенн с эффективной шириной луча, значительно меньшей, чем угол, под которым Земля видна с геостационарной орбиты (ГО), то есть неньше чем 17 градусов. Для получения необходимой развязки между полезным и мешающим . сигналон Форма основного лепестка диаграммы направленности спутниковых антенн должна как можно Точнее соответствовать зоне обслуживания (30) космической станшпг (КС), что достигается путей создания специальной Формы луча в плоскости, нормальной к направлению- распространения радиоволн. Однако следует отметить, что необходимо изучить пути для определения концепции 30, создаваемых многолучевыи методой. В дополнение к этому Формирование луча в пределах 30 желательно для того, чтобы максимально увеличить этот спутника, особенно в направлении к земным станниян, находящимся в ЗО. Специально сформированные лучи также могут способствовать эффективному использованию ГО посредством многократного использования полос частот и уменьшению помех путей создания изменяемой диаграммы направленности. Однако, если на спутнике нет возможностей для изменения формы и ориентации луча, эффективность ССС уменьшается из-за недостатка гибкости в размещении на орбите.

Некоторые эксплуатирующиеся в настоящее вреня сети обеспе-

т

чивают покрытие нескольких отдельных 30 на одних и тех же частотах, используя отдельные лучи антенн- и предусматривая допуск на вклад шумов из-за конечной величины пространственной селекции, в ряде работ показано, что в диапазоне частот 6/4 ГГц может .быть достигнуто трехкратное повторение частот на одной поляризации; на более высоких частотах представляется возможным осуществить более многократное использование с одной и той же позиции на орбите.

Теоретически для повышения эффективности функционирования ССС возможно использовать на одной позиции ГО два. три или даже больше спутников вдоль узкой восьмерки, расположенной на любой заданной долготе. При этом используется эффект естественного дрейфа космического аппарата (КА) по траектории. близкой к восьмерке, узел которой совпадает с выделенной позицией на ГО.

На основании качественного анализа возможных и перспективных технических' средств были сФормулировании следующие задачи исследования:

1. Оценка повышения эффективности ССС при точном Формировании контура 30 космической станции, на которой -нриме-кяются многолучевые антенны, что обеспечивает лучшее использование энергетического потенциала спутниковой линии связи. При этом одновременно упрощается решение вопроса ЭНС как между соседними странами, так и внутри данного государства.

г. опенка повышения надежности ССС с применением орбитального резервирования с одним или несколькими КА. проблема обеспечения надежности осушествляется двуня путями: обеспечением надежности саного КА. позволявшим продлить срок ак-

- и -

тивного существования (САС) на орбите, и орбитальным резервированием кл. ориентированным на устранение возможных последствий непредвиденных ситуаций (столкновение с другими космическими объектами или телами).

3. Проблема оптимального выбора САС космической станции, которая связывается с выбором оптимальных параметров всей спутниковой системы, включая выбор схен резервирования оборудования. а также структуры зсг и КСг. В данной работе предлагается использовать многофункциональную КС с орбитальнын резервированием в одной позиции на го.

4. Учет влияния условий ЭМС данной ССС с наземныни системами радиосвязи, работающими в тех же полосах частот, на эффективность функционирования . ССС в различных диапазонах частот: 6/4 ггц. 14/11 ггц. 18/ia ГГц и зо/го ГГц. при этом принимается, что обеспечение условий ЭКС между спутниковыми сегментани с наземными системами радиосвязи выполняется при выборе закрепления позиции КС на ГО для различных государств. Предлагается учитывать влияние условий ЭМС на эффективность ССС по разности между площадью 30 космической станции и суммарной площадью координационных зон (КЗ) всех земных станций, входящих в земной сегмент данной ССС. Этот показатель является адекватным решаемой задаче повышения эффективности ССС. поскольку связан с вопросом размещения определенного количества средств связи на определенной территории. Чем больше указанная разность, тем больше наземных радиосредств (прежде всего РРЛ) может быть размешено в пределах зо при выполнении условий ЭНС с данной ССС.

Проведенный в первой главе анализ и определенные выше задачи исследования позволили сформулировать общие требова-

ния к структуре показателя эффективности ССС, используемого в - дальнейшем для количественного анализа:технико-экономических и надежностных характеристик ССС при различных вариантах построения зсг и ХСг.

во второй главе анализируются особенности функционирования ССС малых государств. Как правило, такие государства имеют сложную конфигурацию территории, формирование зон обслуживания космической станпии явно требует применения многолучевых антенн и при определении размера луча необходимо учитывать конечную нестабильность КС. На основании рекомендаций НККР в диссертации принято это значение равным ¿0. 1°. При сложной границе территории государства проблема ЭНС обостряется. Очевидно показатель ЭНС как разность плошади между площадью 30 и суммарной площадью координационных зон (КЗ) всех зс данной сети будет стремиться к некоторому минимуму. Для налог* государства этот минимум может оказаться равным нулю или даже отрицательным, что указывает на невозможность создания ССС. Как раз это и характеризует остроту проблемы ЭНС малых государств, в то время как затраты на создание ССС могут быть приемлемы для большой страны, тот же уровень затрат может оказаться неприемлемым для малого государства.

Другой особенностью является неоптимальность используемой точки стояния КС на го. что также характерно для малого государства, и приводит к значительному увеличению дополнительных потерь на участках спутниковой линии связи, соответствующему увеличению энергетических затрат и снижению эффективности. При увеличении энергетических потерь на 5... ю дБ увеличение стоимости ССС может достигать 50... 100 млн. долларов.

- 13 -

В настоящее время в современных" СТВ начинают широко применяться различные ТВ сигналы, обеспечивающие повышенное качество изображения на приеме, к их числу относятся такие системы, .как А-НАС. В-НАС, С-НАС. D2-HAC и другие, в которых сигналы цветности и звукового сопровождения передаются методом врененного уплотнения, в связи с тем. что в регионе расположения республики Лаос работают СТВ с применением системы D2-HAC. которая ножет рассматриваться на ближайший период времени как переходная к телевидению высокой четкости и предполагается к внедрению в Лаосе, во второй главе диссертации исследованы спектральные характеристики ЧН радиосигнала при модуляции сигналом D2-HAC. необходимость этого была вызвана отсутствием в литературе достаточно простых и надежных сведений, требуемых для расчета условий энс. С этой целью была разработана модель сигнала D2-HAC и рассчитан энергетический спектр ЧН радиосигнала, излучаемого передатчиком кс. с применением названной модели были также рассчитаны зависимости коэффициента ослабления помех (кош в телефонном канале аналоговой РРЛ с ЧРК-ЧН при наличии и отсутствии сигнала дисперсии (СД). полученные теоретические результаты были подтверждены экспериментально и использованы при дальнейших исследованиях эффективности функционирования ССС.

В данной главе предложен и проанализирован метод улучшения условий ЭКС при воздействии мешавших сигналов от ЗС ссс на РРЛ. основанный на введении СД в сигналы, передаваемые по РРЛ. Такой нетод является достаточно эффективным, так как не требует больших материальных затрат, а иногда является единственно возможный, например, в случае воздействия мешающего сигнала от ЗС, работающей в режиме МДЧР/ОКН. Последнее

обстоятельство представляет весьма актуальную задачу при создании современных спутниковых систем малых государств, в условиях которых особенно эффективно применение ССС с малыми ЗС типа VSAT. работающими по принципу мдчр/окн, и в то асе время из-за.существенного ограничения территории велика вероятность взаимодействия таких зс со станциями ррл.

В третьей главе проводится разработка обобщенного критерия эффективности ССС с учетом проанализированных выше особенностей. Данный критерий позволяет провести количественное исследование характеристик функционирования ссс и определить оптимальные энергетические, технико-экономические и надежностные показатели, рбобшенный критерий описывается следующим выражением :

E«Z

V = - . (1)

с»нпго

где . Е - частотно-инфорнапионно-энергетический критерий эффективности(ЧИЭКЭ); Т - пространственно-координационный критерия эффективности (ПККЭ)! с - стоимостной критерий эффективности(СКЭ); Нпго - число позиций, занятых КС данной ссс на ГО.

Основу ЧИЭКЭ составляют частные критерии эффективности, которые учитывают сетевой характер земного сегмента, с увеличением количества зс данной системы увеличивается число абонентских станций и. следовательно, количество информации дос-

тавляемое потребителям, это соответсвует трактовке увеличения пропускной способности ССС. При сравнении: эффективности ССС используются такхе дополнительные подуобобоенные критерии, которые получаются на основе обобщенного критерия (1). пространственно-координационный критерий представляет, как говорилось выше, сумму разности площади 30 и суммарной плошади кз в режиме передачи и приема всех ЗС и определяется следующим образом :

Unp, ус Нпргс

z = шзопд-2 пкзпд) + ш30пр-^г пкзпр) (2)

1=1 J'1

где Пзопд - плошадь зо КС в режиме передачи; Пзопр - площадь 30 КС в режиме приема; пкзпд - плошадь КЗ 1-ой передающей ЗС данной ССС: Кпдзс - число передающих ЗС; Пкзпр - плошадь КЗ J-ой приемной ЗС данной ССС; Нпрзс - число приемных ЗС.

в обшен случае Пзопд и Пзопр могут быть различными, но далее в диссертации с учетом особенностей построения национальных ССС малых государств, и в том числе республики Лаос. эти плошади приняты одинаковыми и с некоторым запасом определяются площадью территории и Формой контура границ государства. Для определения ПККЭ был разработан метод расчета интегральной Функции распределенияШФР) вероятности ошибок Рош в цифровой системе радиосвязи(ПСР) и мощности помех Рп в канале аналоговой системы радиосвязи (АСР).

Суть этого метода состоит в следующем: замирания мешавшего (НС) и полезного сигнала ШС) на входе приемника считаются статистически независимыми случайными процессами,

- 1С -

что практически означает неодноврененяость замираний этих сигналов. При этом справедливо следующее соотношение:

Рош

Рп

А

- ТМ

Рош

)«■ тс £хс=г"

Рош

(3)

РП

Хс=1

РП

Ум-1

где

(ум)

значение ИФР показателя ЭНС: Рош - для ЦСР; Рп - для АСР;

условная одномерная ИФР показателя ЭНС при постоянной глубине замирания уровня ПС хс-1;

|хс=1

Тс (хс) - условная одномерная ИФР показателя эмс при

|ум=1

5д глуе

постоянной глубине замирания уровня НС Ум=1. Здесь пой глубиной замирания соответствующего сигнала понимается отношение мгновенного значения мощности сигнала на входе приемника к недианному долгосрочному значению мощности этого сигнала.

На основе рассмотренного метода определения ИФР был разработан графоаналитический метод расчета координационного расстояния (КР). позволяющий более точно учитывать влияние конкретных условий распространения полезного и мешающего сигнала на условия ЭНС, чен известная методика НККР, содержащаяся в Приложении 28 Регламента радиосвязи.

Стоимостной критерий определяется:

С = С1 * С2 ♦ Спот

14)

Т

где: С1

- стоимость ЗСг:

С2 - стоимость КСг;

спот - стоимость потерь из-за нарушения связи ССС, обусловленная временем_ восстановления КС. стоимость зсг зависит от структуры сети и учитывает стоимость центральной земной станции (ОЗС). стоимость приемных и передающих зс с учетом систем резервирования оборудования:

с1 = спзс+спрзс«нпрзс+спдзс»нпдзс (3)

где: Спзс - стоимость ЦЗС;

Спрзс - стоиность приемной ЗС; Спдзс - стоиность передающих зс. Стоимость КСг определяется выражением, известным из литературы, и зависит от стоимости оборудования, числа запусков и стоиности разработки КС:

С2 =Нзап«Рзап«(Скс*Нкс+Сзап»Азап)+Сраз , (б)

где: Нзап - число запусков КС:

Нкс - число одновременно запускаемых КС: Рзап - вероятность успешного запуска КСГ Скс - стоимость оборудования КС. зависящая от энергетических параметров ретранслятора и характеристик вспомогательных систем жизнеобеспечения: Сзап - стоимость запуска одной КС; Азап - коэффициент пропорциональности, учитывающий

вероятность успешного запуска КС; Сраз - стоимость разработки КС. Поскольку характеристики ССС зависят от метода ее построе-

юга, то в диссертации рассматриваются три различные варианта построения КСг с использованием: 1) многофункциональной КС: 2) двух специализированных раздельных КС, использующих одну позицию го: 3) многофункциональной КС с применением орбитального резервирования на одной позиции ГО. Важным обстоятельством характеристик КС является существенная зависимость его стоимости от времени жизни иди срока активного существования (СЛС). Поэтому важна роль определения показателя надежности КС. связанного с продолжительностью САС. В качестве такого показателя в диссертации используется коэффициент готовности КСг. который зависит от типа ССС и варианта построения ЗСг и КСГ.

Для повышения эффективности функционирования ССС предлагается использовать так называемый скользящий метод резервирования. при котором имеется п рабочих и m резервных стволов. Для этого метода коэффициент готовности определяется соотношением:

С ) «(1-е )

• , л+т

La 1

(7)

где п - количество рабочих стволов ;

m - количество резервных стволов : 1 - 1,2......m;

t - срок активного функционирования оборудования; А - условная типовая интенсивность отказа одного комплекта оборудования. Коэффициент готовности также зависит от типа ССС и варианта построения КСг. в случае использования специализированных КС без орбитального резервирования коэффициент готовности КСг

в зависимости от типа ССС определяется следующими соотношениями.

Для СТВ :

КГКС|= Хгсс/(Кгпрзс»Кгпдзс) , (в)

для ФСС :

Кгкс2= Кгсс/(Кгпрзс»Кгпдзс) , (9)

для многофункциональной КС :

Кгкс = maxl Кгкс^.Кгкс^,) , (10)

где Кгкс - коэффициент готовности КС;

кгсс - коэффициент готовности ССС: Кгпрзс - коэффициент готовности приемного оборудования ЗС;

Кгпдзс - коэффициент готовности передающего оборудования ЗС.

Как было указанно ранее, в диссертации рассматривается случай орбитального резервирования многофункциональной КС; коэффициент готовности при этом определяется:

Кгкс = 1-jI 1-(Кгсс/Кгзсг)' <11)

где Кгзсг = Кгпрзс»Кгпдзс - для СТВ;

2 Z .

Кгзсг = Кгпрзс«Кгпдзс

- для ФСС.

Полученные в третьей главе обшие выражения позволяет провести количественный анализ характеристик функционирования ссс различного типа и назначения, на основании которых могут быть определены оптимальные совокупности энергетических параметров и вариантов построения, а также других показателей.

В четвертой главе производится анализ численных результатов исследования показателей эффективности функционирования ссс. для этого был разработан алгоритм оптимизации технико-экономических показателей ССС на ЭВН. Суть этого алгоритма - нахождение максимального значения показателя эффективности ССС и соответствующей ему оптимальной совокупности энергетических параметров ссс. в качестве метода поиска максимума используется метод ненаправленного перебора параметров ссс, позволяющий надежно определять глобальный оптимум.

В программе, реализующей названный алгоритм, получаются одновременно результаты оптимизации по обобщенному, полуобобшен-нын и частным критериям эффективности ССС, рассмотренных выше. На основании полученных результатов сделан ряб основных выводов:

1. При использовании многолучевого Формирования 30 имеется оптимальное число лучей антенны КС.

2. Во всех вариантах построения ссс имеются оптимальные значения коэффициентов КСг и ЗСг.

3. При заданной надежности функционирования ссс существуют оптимальные соотношения между надежностью КСг и зег, соответствующие минимуму суммарных затрат на сооружение ССС.

4. Для СТВ имеется оптимальное значение мощности ретран-

слятора КС, которое в основной определяется числон приемных ЗС в системе, заданными значениями надежности КСг и зсг и ее пропускной способностью.

5. время жизни КС, равное сроку службы ссс. обеспечивает коэффициент готовности ствола системы при времени восстановления КС, равного ю суток, от 0. 99 до о. 992. дальнейшее повышение требований к коэффициенту готовности ствола ССС требует дальнейшего увеличения надежности ксг, что связано с соответствующим уменьшением вренени. восстановления. При коэффициенте готовности ССС больше о. 999 время восстановления КС составляет менее 3-х суток. Указанное время восстановления может быть обеспечению только применением в ссс орбитального резервирования. При орбитальном резервировании коэффициент готовности ССС может составлять более о. 9999 при незначительной увеличении стоимости оборудования ЗСг и КСг.

6. Срок существования системы ССС выбирается в соответствии с минимальной стоимостью КСг. которая, в свою очередь, определяется оптимальным временем жизни КС. Оптимальное время жизни КС зависит как от уровня космической технологии, так и условного периода технического прогресса в данной отрасли. На основе известных экспериментальных данных и полученных в диссертации результатов оптимизации установлено, что оптимальное время жизни КС и срок существования ССС составляет 11 лет

Т. Применение многолучевой антенны КС обеспечивает снижение затрат на создание ССС в 2. 5-3 раза по сравнению с однолучевым вариантом построения, при этом существует оптимальное число лучей, зависящее от структуры ЗСг, при котором имеется минимум затрат. При малом числе ЗС в данной ССС оптимальное число лучей составляет 15-20; при большом числе ЗС. а также при увеличении

лг

рабочих частот значение оптимального числа лучей увеличивается. Подучено, что для ста в диапазоне 16/12 ГГц оптимальное число лучей составляет порядка 30; а для ССС с применением многофункциональной КС в диапазоне 30/20 ГГц оптимальное число лучей со-' ставляет 40... 45.

6. На основании полученных результатов количественного анализа показателей функционирования ССС в различных диапазонах частот и с разными вариантами структуры ксг рекомендовано для построения национальной ССС республики Лаос использовать вариант ССС в диапазоне частот 30/20 ГГц с многофункциональной КС и орбитальным резервированием в одной позиции ГО.

9. Полученные стоимостные зависимости показывают целесообразность применения и реализуемость метода группового скользящего резервирования ВЧ оборудования стволов как зсг. так и КСг. Применение метода группового скользящего резервирования при одинаковом коэффициенте готовности ССС обеспечивает на 15-20!! меньшие затраты на создание ССС по сравнению с применением iooz-го дублирования. При увеличении числа рабочих стволов в ССС необходимое число резервных стволов уменьшается, что свидетельствует о повышении эффективности метода скользящего резервирования в ССС с большой пропускной способностью.

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований. Целью экспериментальной проверки являлось подтверждение полученных в диссертации теоретических результатов по расчету коэффициента ослабления помех в ТФ канале для варианта взаимодействия РРЛ (при передаче многоканальных ТФ сигналов методом ЧН) с ссс при передаче тв сигналов методом ЧН ш?л наличии и отсутствии сигнала дисперсии.

- ЙЗ -

Проведено такхе экспериментальное уточнение пороговых отношений сигнал-шум и защитных отношений сигнал-помеха в канале изображения при воздействии мешающих сигналов с различными параметрами.

Результаты эксперимента имеют хорошее совпадение с теоретическими результатами;

в Заключении приводятся основные результаты работы и возможные направления дальнейших исследований.

В Приложении приводятся таблицы оптимизированных характеристик ссс, полученные в диссертации, а также справочные данные до параметрам существующих ССС и текст программы оптимизации показателей фсс и ств на ЭВМ.

основные результаты работы состоят в следующем:

1. Разработан обобщенный технико-экономический критерий эффективности ССС, позволяющий комплексно определять оптинальные энергетические параметры, стоимостные показатели и показатели надежности этих систем.

2. Получены конкретные выражения, позволяющие оценить технико-экономические показатели ССС. с учетом их надежностных характеристик.

3. Разработана программа оптимизации показателей ФСС и СТВ на эвм. которая имеет прикладное значение.

4. Разработан графоаналитический метод расчета ИФР вероятности ошибок в цифровой системе радиосвязи и мощности помех в канале аналоговой системы радиосвязи при воздействии мешающих

сигналов, а также графоаналитический нетод расчета координационного расстояния между станциями РРЛ и ссс. позволявшие более точно, чем существующая методика НКЕР. определять условия ЭНС с учетом влияния конкретных параметров взаимодействующих систем.

5. Определено оптимальное сочетание методов повышения эффективности ССС.

6. Получены общие и конкретные результаты оптимизации ССС по обобщенному и частным критериям эффективности.

7. На основе технико-экономического исследования были сформулированы обшне рекомендации по построению национальных ССС малых государств и конкретные рекомендации для построения национальной ССС республики Лаос.

по теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Бупха.Силап. Повышение эффективности, цифровых и аналоговых средств радиосвязи, -н. :Деп. в ЦНТИ "ИнФормсвязь",_n1986, 1993.

2. Федоров Д., Бупха Силап. О возможности частотного уплотнения спутникового ствола сигналами телевидения и радиовещания. -Лаос: Quaterly magazine of sc. and technology published by Ha-tlonal Center of Doc. and tech. sc. and Inform.. H 2. 1994.

3. Boupha S. Cause of the lacK of image sharpness of TV reception in Vientiane and improvement of the quality. Laos: Quaterly magazine of sc. and tech. published by National Center of Doc. and tech. sc. and inform.. H 2. 1993.

4. Boupha S. To the question on the spectrum FH/TV signal by using the method D2-HAC. -Laos: Quaterlr magazine of sc. and tech. published by Hational Center of Doc. and tech. sc. and Inform.. Я 1. 1997.

9. Boupfaa S. Application of preliminary estimation of mutu-

al Interference between satellite service systems. .Laos: Gua-terlY magazine of sc. and tech. published by national center of Doc. and tech. sc. and Inform., H 2, 1993.

6. Boupha s. The standard, method of measuring and recommendation on electromagnetic compatibility In the band LF, HF. SF. VHF. SHF. -Laos: Quaterly magazine of sc. and tech. published by Rational Center of Doc. and tech. sc. and Inform., H 4. 1993.

Подписано а печать 8.07.94. Форш» 60x84Дб. Печать офсетная. Объем 1,4 уол.п.л. Тираж 100 эхэ. Заказ 238. Бесплатно.

ОСП МП "Инфориовяаьяздат". Москва, ул. Авиамоторная, 8.