Detail předmětu

Radio Relay and Satellite Communication

FEKT-NSDSAk. rok: 2019/2020

Zaměření předmětu je orientováno na pochopení fyzikálních souvislostí družicové komunikace při srovnání s terestriálními rádiovými systémy. V rámci předmětu jsou uvedeny klíčové aspekty přenosu signálů oběma typy systémů, je poukázáno na jejich rozdílné vlastnosti a požadavky. Výklad je zaměřen především na fyzickou vrstvu systémů. Řeší se způsoby kódování užitečných dat a možnosti jejich modulace na nosnou vlnu na vysílací straně, přenos signálu komunikačním kanálem, demodulace a dekódování na straně přijímací. U družicových spojů jsou také diskutovány družicové orbity, jejich vlastnosti a způsob výpočtu predikce polohy družice. Stručně jsou popsány základní části a struktura komunikační družice. Jsou uvedeny příklady jak pozemních směrových spojů, tak příklady různých družicových komunikačních systémů pevné a pohyblivé služby, včetně družicových navigačních systémů. Pozornost je také soustředěna na vyhodnocení energetické bilance družicového spoje.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

7

Garant předmětu

Ing. Filip Záplata, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat a vysvětlit rozdíly v rádiové komunikaci v pozemních směrových a družicových spojích
- popsat rušivé efekty ovlivňující šíření rádiových vln v pozemních směrových a družicových spojích
- napsat komunikační rovnici a vysvětlit význam jednotlivých parametrů
- vyjmenovat a vysvětlit techniky zpracování signálů v digitálních pozemních směrových spojích a v digitálních družicových spojích
- charakterizovat jednotlivé techniky vícenásobného přístupu ke společnému přenosovému médiu
- charakterizovat parametry družicové orbity a popsat postup výpočtu predikce polohy družice
- definovat základní typy družicových orbit a zhodnotit jejich výhody a nevýhody
- vysvětlit efekty, které pohyb družice ruší
- vyčíslit energetickou bilanci uplinku a downlinku družicového spoje, v případě jasné oblohy a za deště
- popsat základní rysy družicový komunikačních systémů pevné (VSAT, DBS, Intelsat, Eutelsat) i pohyblivé (satelitní telefonie – Iridium, Inmarsat, Thuraya) služby
- vysvětlit principy družicové navigace
- popsat základní rysy globálních družicových navigačních systémů GPS, Glonass, Galileo
- uvést základní stavební části tělesa družice

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

1. Úvodní informace, historie směrových a družicových spojů
2. Všeobecný popis směrového spoje
3. Šíření elektromagnetických vln
4. Komunikační rovnice
5. Družicové spoje – dráhy komunikačních družic
6. Energetická bilance družicového spoje – základní rozbor
7. Celková energetická bilance
8. Šíření družicových signálů
9. Typy přenášených signálů
10. Technologie družic
11. Družicové komunikační systémy
12. Družicová navigace
13. Výzkumné a experimentální družice

Učební cíle

Cílem předmětu je vysvětlit studentům specifika rádiové komunikace v pozemních směrových spojích a v družicových spojích, seznámit je s problematikou pohybu a konstrukce družic, naučit je vyhodnotit energetickou bilanci daného spoje a popsat základní rysy významných komunikačních systémů v této oblasti.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

EVANS, B. G. Satellite Communication systems 3rd edition. The Institution of Electrical Engineers, London 2000, United Kingdom (EN)
MARAL, G., BOUSQUET, M. Satellite Communications Systems. John Wiley&Sons Ltd. England 1993 (EN)

Doporučená literatura

PRATT,T.-BOSTIAN,C.-ALLNUTT,J.: Satellite Communications. John Wiley & Sons Inc., 2003, p. 536 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-EST , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Filip Záplata, Ph.D.

Osnova

Všeobecný popis radioreléového spoje (RRS)
Vliv šíření elmag. vln na RRS
Analogové RRS
Číslicové RRS
Družicové spoje (DS)
Dráhy komunikačních družic
Energetická bilance DS - parametry
Celková energetická bilance DS
Typy přenášených signálů DS
Technologie družic
Družicové systémy pevné a pohyblivé služby
Interoperabilita optických a družicových sítí
Meteorologické, snímkovací, navigační a experimentální družice a sondy

Cvičení na počítači

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Filip Záplata, Ph.D.

Osnova

Návrh mikrovlnných částí terestrických a družicových spojů na počítači
Výpočet drah a orbitálních parametrů, predikce polohy družice
Simulace datových spojů

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Filip Záplata, Ph.D.

Osnova

Měření analogového DS s modulací FM, FM/FM
Měření číslicového DS s modulacemi BPSK, QPSK; vyhodnocení chybovosti BER
Měření parametrů dílčích částí řetězce DS
Měření Dopplerova posuvu, zpoždění signálu a vyhodnocení telemetrie družice na dráze LEO nebo HEO
Měření polohy systémem GPS a stanovení přesnosti v závislosti na počtu přijímaných družic