Satellitenkommunikation

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Astrid Kappel
vor 7 Jahren
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1 Dennis Roddy Satellitenkommunikation Grundlagen - Satelliten - Ubertragungssysteme mit 158 Bildern aus dem Englischen übersetzt von Dipl.-Ing. Peter Battenschlag, M.S.E.E. Technische Hochschule Darmstadt FACHBEREICH INFORMATIK BIBLIOTHEK Ifiventar-Nr.: Sachgebiete:. Standort: c.% Eine Coedition der Verlage Carl Hanser und Prentice-Hall International

2 Inhaltsverzeichnis 1 Überblick über Satellitensysteme Einführung Intelsat U.S. Domsat Satelliten auf Polumlaufbahnen 20 Aufgaben 24 2 Umlaufbahnen und Bahneinschuß Einführung Erstes Keplersches Gesetz Zweites Keplersches Gesetz Drittes Keplersches Gesetz Definition von Fachbegriffen für Satelliten in der Erdumlaufbahn Bahndaten Apogäums- und Perigäumshöhen Störungen der Umlaufbahn Luftwiderstand der Restatmosphäre Effekte durch eine nicht kugelförmige Erde Umlaufbahnen mit Inklination Kalender Die Weltzeit Julianische Daten Die Sternzeit Ebene der Umlaufbahn Geozentrisches Äquatorialkoordinatensystem Die Position der Erdefunkstelle im IJK-Bezugssystem Topozentrisches Horizont-Koordinatensystem Algorithmus für die Vorhersage der Satellitenposition Satellitendienste in Umlaufbahnen mit Inklination Die Molniya-Baureihe Die Tiros-N/NOAA-Satellitenbaureihe Geostationärer Orbit Sichtwinkel der Antenne Grenzen der Sichtverbindung Durchgang durch den Erdschatten Übertragungsausfall durch den Sonnendurchgang Umlaufbahnen für den Satelliteneinschuss 66 Aufgaben 70 3 Das Weltraumsegment Einführung Stromversorgung Lageregelung Spinstabilisierung Dreiachsenstabilisierung Positionsregelung Temperaturregelung TT & C-Untersystem 85

3 10 Inhaltsverzeichnis 3.7 Transponder Breitbandempfänger Eingangsdemultiplexer Leistungsverstärker Antennenuntersystem Anik-D Tiros-N 102 Aufgaben Das Bodensegment Einführung Direktfernsehempfang Außenbaugruppe Innenbaugruppe Gemeinschaftsantennenanlagen Kabelfernseh-Antennenanlage HO 4.5 Erdefunkstelle 111 Aufgaben Basisbandsignale und Modulationsverfahren Einführung Der Fernsprechkanal Einseitenbandübertragung Fernsprechübertragung im Frequenzmultiplex Farbfernsehen Frequenzmodulation Amplitudenbegrenzung Bandbreite Phasenempfindlichkeit des Empfängers Das Signal-Rausch-Leistungsverhältnis Preemphase und Deemphase Bewertungskurven S/N und Bandbreite für FDM-FM-Fernsprechübertragungen Signal-Rausch-Spannungsverhältnis für die Fernsehübertragung Digitale Basisbandsignale Bandbreitebedarf des Basisbandsignals Basisbandfilter ' Fehlerwahrscheinlichkeit Pulscodemodulation Abtastung Quantisierer Signal-Rausch-Abstand des PCM-Systems Kompandierung PCM-Bandbreite Zeitmultiplex Digitale Trägersysteme Binäre Phasenumtastung Quadraturphasenumtastung Übertragungsrate und Bandbreitebedarf des PSK-Modulationsverfahrens BER und das Verhältnis EJN 0 beim PSK-Modulationsverfahren Verbesserung der BER durch Codierung 169 Aufgaben 171

4 Inhaltsverzeichnis 11 6 Die Übertragungsstrecke Einführung Equivalent isotropic radiated power Übertragungsverluste Freiraumübertragung Kopplungsverluste Verluste durch Fehlausrichtung der Antenne Atmosphärische Verluste Ionosphärische Effekte Auswirkungen des Regens Gleichung der Streckenbilanz Systemrauschen Antennenrauschen 188, Verstärkerrauschtemperatur Kaskadierung von Verstärkern Rauschzahl Rauschtemperatur verlustbehafteter Netzwerke Systemrauschtemperatur Träger-Rausch-Leistungsverhältnis Aufwärtsstrecke (Uplink) Sättigungsleistungsflußdichte Back-off der Eingangsleistung Hochleistungsverstärker der Erdefunkstelle Regenschwundreserve der Aufwärtsstrecke Abwärtsstrecke Back-off der Ausgangsleistung Ausgangsleistung des Satelliten-TWTA Regenschwundreserve der Abwärtsstrecke C/iV 0 -Verhältnis der Auf- und Abwärtsstrecke Intermodulationsrauschen Interferenzen benachbarter Satelliten 210 Aufgaben * Interferenzen Einführung Interferenzen zwischen Satellitensystemen (5j und B 2 ) Abwärtsstrecke Aufwärtsstrecke C/I der Gesamtstrecke Antennenrichtdiagramm Interferenzen im Durchlaßband Übertragungskenngröße des Empfängers Beurteilungskriterien für Interferenzen Schutzabstand Trägerenergieverwischung Koordinierungsverfahren Interferenzpegel Leistungsverstärkung der Übertragungsstrecke Resultierender Rauschtemperaturanstieg Koordinationskriterium Spektrale Rauschleistungsdichte 232 Aufgaben 233

5 12 Inhaltsverzeichnis 8 Satellitenzugriffsverfahren Einführung Einzelzugriff Preassigned FDMA FDMA mit bedarfsweiser Zuordnung SPADE-System Band- und leistungsbegrenzter Betrieb des TWT-Verstärkers Untersuchung der Abwärtsstrecke im FDM-FM-FDMA-Betrieb TDMA Referenzburst Präambel und Postambel Bündelsynchronisation Nutzinformationsbündel Rahmenausnutzung und Kanalkapazität Preassigned TDMA TDMA mit bedarfsweiser Zuordnung Sprachinterpolation und Prädiktion Untersuchung der Abwärtsstrecke bei digitaler Übertragung Vergleich des Leistungsbedarfs für die Aufwärtsstrecke bei FDMA und TDMA Signalverarbeitung an Bord des Satelliten für den FDMA-TDM-Betrieb TDMA mit Vermittlung im Satelliten (SS-TDMA) Vielfachzugriff im Codemultiplex 277 Aufgaben 279 Anhang A 283 Einige geometrische Eigenschaften der Ellipse 283 Anhang B 286 Angabe der Orbitalen Kenngrößen im Zweizeilenformat der NASA 286 AnhangC 289 Applesoft-Programm für Orbits mit Inklination 289 Anhang D 295 Applesoft-Programm zur Berechnung der Sichtwinkel und des Abstandes zu geostationären Satelliten 295 A n h a n g E 297 Tafel künstlicher Satelliten, die 1986 in d e n O r b i t eingeschossen w u r d e n Anhang F 299 Anmerkungen zu den Intermodulationsprodukten dritter Ordnung 299 Anhang G 300 Akronyme. 300 Anhang H 301 Lösungen verschiedener Aufgaben 301 Literaturverzeichnis 303 Sach- und Abkürzungsverzeichnis 308

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