Проектирование стационарного поста системы радиоконтроля в сетях спутниковой связи

Стремительное развитие систем радиосвязи, обусловленное возрастающей потребностью общества в услугах мобильной связи, расширении номенклатуры и повышении качества услуг, ведет к астрономическому росту спроса на радиочастотный спектр и усложнению электромагнитной обстановки. Вместе с тем радиочастотный спектр – ограниченный природный ресурс, и потому важно, чтобы все службы радиосвязи использовали его наиболее рациональным, справедливым и экономичным образом и чтобы различные сети и системы радиосвязи могли функционировать без взаимных помех.
Таким образом, проблема организации радиоконтроля в стремительно развивающихся системах связи, связанная с решением задач по эффективному управлению использованием радиочастотного спектра, оценкой и обеспечением электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, действенного контроля соблюдения всеми пользователями установленных правил и ограничений является весьма актуальной не только на территории Российской Федерации, но и в границах других государств. Современные коммуникации базируются на больших потоках данных, их доступности, и здесь, в первую очередь необходимо своевременно реагировать на любые отклонения от нормального режима их работы, нарушения установленных норм использования ресурсов.
Управление использованием спектра представляет собой сочетание административных, научных и технических процедур, направленных на обеспечение эффективной работы оборудования и служб радиосвязи без создания вредных помех. Важную часть этих процедур составляют мероприятия по контролю использования радиочастотного спектра [4].
Неуклонное увеличение объемов работ и усложнение задач контроля настоятельно требуют использования систем контроля с автоматизированными измерениями.
Такие системы способствуют значительному повышению эффективности служб контроля и, в конечном итоге, более эффективному использованию спектра.
Государственное управление - непременное условие эффективного использования радиочастотного спектра. Оно позволяет сбалансировать спрос на частоты и повысить степень использования радиочастотного спектра [5].
Государственное управление в этой сфере представляет собой сочетание административных, юридических, научных и технических процедур, основанных на соответствующих законодательно-нормативных актах и международных соглашениях, обеспечивающих развитие радиоэлектронных средств и систем в соответствии с государственными приоритетами и эффективное совместное функционирование радиоэлектронных средств без взаимных помех.
Конвенция электросвязи и Регламент радиосвязи Международного союза электросвязи определяет организацию управления использованием радиочастотного спектра как одну из важнейших задач национальных администраций связи. Ее решение оказывает непосредственное влияние на уровень развития всей инфраструктуры радиослужб страны, на обеспечение беспомеховой работы радиосистем государственного управления, обороны, безопасности и охраны правопорядка.
Государственное управление использованием радиочастотного спектра предполагает установление определенного порядка доступа пользователей к радиочастотному спектру и правил его использования, предъявляет строгие требования к размещению, характеристикам и режимам работы излучающих технических средств, налагает определенные ограничения на работу излучающих технических средств по мощности, рабочей частоте, времени излучения и другим параметрам.Эффективное управление использованием радиочастотного спектра невозможно без организации и осуществления действенного контроля соблюдения всеми пользователями радиочастотного спектра установленных правил и ограничений.
Важнейшее место в комплексе мероприятий по контролю занимает радиоконтроль, позволяющий получать данные о реальной электромагнитной обстановке и реальных характеристиках радиоэлектронных средств. [6]
Радиоконтроль является одной из важнейших составных частей системы управления использованием радиочастотного спектра.
Радиоконтроль осуществляется в целях:
 обоснования разрешений на использование номиналов радиочастот для радиоэлектронных средств;
 проведения экспертиз электромагнитной совместимости при вводе радиоэлектронных средств в эксплуатацию;
 обеспечения постоянной готовности назначенных радиочастот к эксплуатации радиоэлектронных средств и принятия мер по выявлению и устранению недопустимых радиопомех,
 обеспечения соблюдения операторами связи и владельцами радиоэлектронных средств правил радиообмена, временных запретов на излучения, требований, содержащихся в разрешениях на эксплуатацию радиоэлектронных средств, в отечественных и международных нормативно-технических документах;
 принятия мер по прекращению работы радиоэлектронных средств без разрешений.
Перечень задач, решаемых органами радиоконтроля, следует положениям Регламента радиосвязи Международного союза электросвязи [7]. Основными задачами, решаемыми в процессе ведения контроля, являются:
 измерение параметров электромагнитной обстановки;
 измерение параметров радиоэлектронных средств, влияющих на электромагнитную совместимость и проверка их соответствия разрешениям на эксплуатацию радиоэлектронных средств;
 измерение границ зон уверенного приема, в том числе при вводе радиоэлектронных средств в эксплуатацию;
 экспертиза электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в реальной электромагнитной обстановке;
 поиск и идентификация источников радиоизлучений для определения причин и источников радиопомех;
 выявление работы радиоэлектронных средств без разрешений;
 учет и ведение баз данных результатов радиоконтроля.
Технология радиоконтроля предполагает выполнение большого объема работ по планированию деятельности подразделений радиоконтроля, проведению расчетов и подготовке заданий на радиоконтроль, управлению автоматизированными расчетно-аналитическими, измерительными и измерительно-пеленгаторными комплексами, сбору, обработке, хранению и реализации полученных данных.
Ведение радиоконтроля обеспечивается сетью стационарных и мобильных пунктов (центров) радиоконтроля, связанных в единую систему. Состав и структура системы, взаимосвязь отдельных ее элементов, алгоритм и эффективность ее функционирования во многом зависят от выбора принципов построения системы и приоритетов в решении задач радиоконтроля.
Нерациональное построение системы радиоконтроля, ошибочное распределение задач и потоков информации между отдельными элементами ее структуры приводят к снижению эффективности радиоконтроля и неоправданным финансовым потерям.
Цель данной выпускной квалификационной работы – спроектировать пост системы радиоконтроля, ориентированной на работу в сети низкоорбитальной спутниковой системы «Гонец» в составе Центральной земной станции.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Провести анализ необходимости радиоконтроля в сетях спутниковой связи;
2) Изучить состав и методы работы системы радиоконтроля;
3) Изучить принципы работы стационарного поста системы радиоконтроля;
4) Изучить взаимодействие стационарного поста с подвижными постами радиоконтроля и центральной земной станцией;
5) Разработать структурную схему стационарного поста и осуществить выбор оборудования радиоконтроля.
Система «Гонец» разработана для предоставления пользователям следующих видов услуг:
- радиотелефонного обмена между абонентами;
- передачи пакетных данных (графических изображений, факсов);
- глобального персонального радиовызова абонентов;
и обеспечивает сбор информации с любых датчиков технологического и экологического контроля, а также определение местоположения подвижных объектов и передача этой информации в центр управления группировкой.
Абонентские терминалы системы «Гонец» обеспечивают прямой доступ к спутниковым каналам связи без использования наземных линий связи. Его простая конструкция обеспечивает быстрое развертывание при отсутствии жестких требований к квалификации персонала, так как сеансы связи проводятся в автоматическом режиме.
Использование ненаправленных антенн исключает необходимость наведения антенны и позволяет использовать терминалы, установленные на подвижных объектах, включая летательные аппараты.
При построении радиоканалов в 31 ой системе используются две радиолинии: "Земля— КА» в диапазоне 312 — 315 МГц и «КЛ— Земля» в диапазоне З87-390 МГц.
Выбранный разнос частот в радиолиниях позволяет обеспечить дуплексный режим работы КА и абонентских терминалов.
В системе применяется частотно-временное разделение каналов. На любом из КА используется несколько частот и на каждой из них передается несколько сигналов.
Для организации устойчивой связи в радиолиниях передаются преамбулы и синхросигналы, а также ответно-запросная информация.
К основным характеристикам системы можно отнести следующие:
Время ожидания сеанса связи:
- При глобальном обслуживании — не более 5 мин
- При обслуживании территории РФ — не более 1 мин
Время доставки сообщений в режиме запоминания ("электронной почты"):
- При глобальном обслуживании — не более 3 ч
- В зоне 4000 км — в реальном масштабе времени
Пропускную способность системы:
- При обслуживании территории РФ—до 30 Мбайт в сутки
- При глобальном обслуживании —до 100 Мбайт в сутки
Основные характеристики систем "Гонец"
Характеристика системы «Гонец-Д1" Гонец-Д1М «Гонец»
Число спутников и орбит 6 (2х3) 12 (2х6) 45 (5х9)
Высота орбиты, км 1400 1400
Наклонение орбиты, град. 82,5 82,5
Время ожиданий сеанса связи. не более, ч 1,5 0,8 0
Скорость передачи информации Кбит/с 2,7 2,4; 4,8; 9,6; 19,2 2,4--i9,2; 64; 128
Диапазон частот. МГц 259,5-265,2 300/400 300/400
Вероятность ошибки на символ 0,0001 0,00001 0,000001
ПРОТОКОЛ доступа МДВР Алоха Алоха
Количество пользователей, тыс. чел.. 4—10 100-200 До 1500
Точность определения координат абонента, м --------- 1000 1000

Задание 4
Отзыв руководителя 5
Показатели качества 7
Рецензия 8
Введение 10
1 Управление использованием радиочастотного спектра 16
1.1 Задачи по управлению использованием радиочастотного спектра 16
1.2 Содержание результатов радиоконтроля 17
1.3 Необходимость радиоконтроля в сетях спутниковой связи 21
2 Система радиоконтроля спутниковой связи 30
2.1 Техническая основа системы радиоконтроля 30
2.2 Состав и характеристики систем спутниковой связи 34
2.3 Функции управления радиоконтролем в сетях спутниковой связи 37
2.4 Энергетический расчет систем спутниковой связи 43
3 Оборудование стационарного поста радиоконтроля 51
3.1 Выбор оборудования 52
3.2 Оборудование антенного поста 69
3.3 Коммутационное оборудование 71
4 Безопасность жизнедеятельности 74
4.1 Чрезвычайные ситуации 74
4.2 Человек в системе «среда-человек-машина» 85
4.3 Анализ условий труда на рабочем месте 91
5 Расчет экономических показателей по строительству объекта 93
5.1 Расчет стоимости объекта 93
5.2 Выбор метода организации работ на объекте 95
5.3 Построение сетевого графика и расчет его параметров 96
5.4 Расчет основных технико-экономических показателей 97
Заключение 98
Список литературы 100

Успешное развитие радиосвязи требует наличия соответствующих, свободных от помех полос частот на национальном, региональном и международном уровнях в соответствии с рекомендациями и резолюциями Сектора радиосвязи МСЭ (МСЭ-R). Предоставление полос частот и более эффективное использование спектра как на национальном, так и на региональном и международном уровнях зависит от принятия и реализации соответствующих национальных программ управления использованием спектра, включая радиоконтроль [60].
В ходе выпускной квалификационной работы проведен анализ существующих систем радиоконтроля, выделены основные задачи. В соответствии с поставленными задачами определены требования к структуре стационарного поста и антенно-фидерного комплекса.
В первой части выпускной квалификационной работы проеден анализ методов и принципов управления радиочастотным спектром, рассмотрена необходимость проведения процедур радиоконтроля в сетях спутниковой связи.
Во второй главе рассмотрены технические основы построения систем спутниковой связи, их состав и характеристики, а также функции управления
и точки сопряжения структур радиоконтроля.
В третьей части решена задача выбора комплекта оборудования по определенной для объекта структуре. Определен состав антенного поста для проведения комплекса измерений и приведено описание сетевого программного обеспечения, реализующего все требуемые функции для формирования, хранения и передачи данных в ходе работы поста.
Стоит отметить, что выбранное для реализации поставленной задачи оборудование позволяют не только обеспечить дальнейшее расширение комплекса в рамках территориального радиоконтроля, но и поддерживает высокую скорость обмена данными внутри сети.
Подводя итоги проведенного исследования, можно сказать, что все поставленные задачи решены и главная цель, поставленная в выпускной квалификационной работе, достигнута.
В завершение следует заметить, что на территории каждой страны строится своя система радиоконтроля исходя из своих потребностей и возможностей. Но едиными для всех остаются:
- задача радиоконтроля – обеспечение беспомеховой работы радиоэлектронных средств пользователей спектра частот;
- основное направление его развития – соответствие технических возможностей и технической оснащенности радиоконтроля уровню развития средств связи.

1. ГОСТ Р 52536-2006 – Оборудование станций радиоконтроля автоматизированное. Технические требования и методы испытаний
2. Регламент радиосвязи, Т.1 – М.: Радио и связь, 1985. – 509 с.
3. Таблица распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации в диапазоне частот от 3 кГц до 400 ГГц/ ГКРЧ России. – М.: 1996. – 176 с.
4. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Радиомониторинг: задачи, методы, средства / Под редакцией А.М. Рембовского. − М: Горячая линия-Телеком, 2006. – 492 с.
5. Кузовенков А.Н., Кизима С.В. Концепция развития системы радиоконтроля за излучениями радиоэлектронных средств. – М.: Горячая линия-Телеком, 2009. – 56 с.
6. Советов Б. Я. Информационные технологии: Учебник для вузов – М.: Высшая школа, 2006. – 263 с.
7. Гаранин М.В., Журавлев А.А., Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации: Учебное пособие для вузов / М.В. Гаранин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. – М.: Радио и связь, 2001. – 336 с.
8. Кулябов Д.С., Королькова А.В. Архитектура и принципы построения современных сетей и систем телекоммуникаций: Учеб. пособие – М.: РУДН, 2008. - 281с.
9. Григорьев В.А. Сети и системы радиодоступа / В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, Ю. А. Распаев. – М.: Эко-Трендз, 2005. – 384 с.
10. Гольдштейн Б.С. Системы коммутации: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2004. – 314 с.
11. Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для вузов/ А. С. Немировский, О. С. Данилович, Ю. И. Маримонт и др. Под ред. А. С. Немировского. – М.: Радио и связь, 1986. – 360 с.
12. Eрмилов В.Т. Мeждународноe рeгулированиe примeнeния зeмных станций спутниковой связи типа VSAT. – М.: Горячая линия - Тeлeком, 2005. – 284с.
13. Крестьянинов С.В. Интeллeктуальныe сeти и компьютeрная тeлeфония. – М.: Радио и связь, 2001. – 560 с
14. Маковeeва М.М., Шинаков Ю.С. Систeмы связи с подвижными объeктами. – М.: Радио и связь, 2002. – 440 с.
15. Слeпов Н.Н. Толковый словарь сокращeний в области связи, компьютeрных и тeлeкоммуникационных тeхнологий. – М.: Радио и связь, 1999. – 600 с.
16. Абилов А.В. Сeти связи и систeмы коммутации. – М.: Радио и связь, 2004. – 320 с.
17. Камнeв В.E., Чeркасов В.В., Чeчин Г.В. Спутниковыe сeти связи. – М.: Мир, 2009. – 536с.
18. Дьячкова М. Н., Eрмилов В.Т. Элeктромагнитная совмeстимость систeм спутниковой связи. – ФГУП НИИР, 2009. – 280с.
19. Вишнeвский В.И., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Историчeский очeрк развития сeтeвых тeхнологий // Широкополосныe сeти пeрeдачи информации. – Монография – М.: Тeхносфeра, 2005. – 592 с.
20. Камнeв В.E. Спутниковыe сeти связи. – Учeбноe пособиe – М.: «Альпина Паблишeр», 2004. – 536 с:
21. Скляр Б. Цифровая связь. Тeорeтичeскиe основы и практичeскоe примeнeниe. Изд. 2-e, испр.: Пeр. с англ. – М.: Издатeльский дом «Вильямс», 2004
22. Карцан И.Н., Тяпкин В.Н. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие. – Красноярск: СГАУ, 2007. – 136 с.
23. Мордухович Л. Г., Степанов А. П. Системы радиосвязи. Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1987. – 192с.
24. Малые космические аппараты информационного обеспечения / Под ред. докт. техн. наук, засл. деятеля науки РФ, проф. В.Ф. Фатеева – М.: Радиотехника, 2010. – 320 с.
25. Системы спутниковой связи с эллиптическими орбитами, разнесением ветвей и адаптивной обработкой. – Каменев Е.Ф., Аболиц А.И., Акимов А.А., Белов А.С., Бобков В.Ю., Пелехатый М.И., М.: Глобсатком, 2009 – 724 с.
26. Спутниковая связь и вещание. Справочник под ред. Л.Я. Кантора. М.: Радио и связь. 1997.
27. Нeвдяeв Л.М., Смирнов А.А. Пeрсональная спутниковая связь. М.: Эко-Трeндз. 1998. – 320 с.
28. Спутниковыe систeмы связи и вeщания / Приложeниe №2 к Eжeгоднику 1999/2000. М.: Радиотeхника. 2000.
29. Баранов В.И., Стeчкин Б.С. Экстрeмальныe комбинаторныe задачи и их приложeния. – М.: Наука, 2000. – 198с.
30. Бeртсeкас Д., Галлагeр Р. Сeти пeрeдачи данных. – М.: Мир, 2000. – 295с.
31. Блэк Ю. Сeти ЭВМ: протоколы, стандарты, интeрфeйсы. – М.: Мир, 2001. – 320с.
32. Системы радиоконтроля [Электронный ресурс] – URL: http://www.infosecur.ru/shop/radiocontrol/komplex (дата обращения: 23.04.2014)
33. Объединенные технологии связи [Электронный ресурс] – URL: http://www.o-t-s.ru/ (дата обращения: 03.05.2014)
34. Радиозмерительные приборы и средства измерений [Электронный ресурс] – URL: http://www.priborelektro.ru/index.php4?page=rip (дата обращения: 28.04.2014)
35. Станции радиоконтроля спутниковых служб радиосвязи [Электронный ресурс] – URL: http://www.radian-m.ru/kosmos1.php (дата обращения: 27.04.2014)
36. Медиаконвертер MC220L [Электронный ресурс] – URL:http://www.tp-linkru.com/products/details/?model=MC220L#/ (дата обращения: 02.05.2014)
37. Большова Г. Спутниковая связь в России: "Памир", Iridium, Globalstar ." «Сeти». – 2000 – № 9. – С. 20-28
38. Eфимушкин В.А. Тeхничeскиe аспeкты систeм спутниковой связи "Сeти". – 2000 - №7. - С. 19-24.
39. Гольдштейн Б. С., Соколов Н. А., Яновский Г.Г. Сети связи.– СПб.: «БХВ – Петербург», 2010. – 400 с.
40. Нeвдяeв Л.М. Соврeмeнныe тeхнологии спутниковой связи // "Вeстник Связи". – 2000 – № 12. – С. 30-39
41. Нeвдяeв Л.М. Одиссeя на срeдних высотах «Сeти». – 2000 – № 2. – С. 13-15
42. Смирнова А. А. Корпоративныe систeмы спутниковой и КВ связи Москва, 2000. – 33с.
43. Смирнова А. А. Пeрсональная спутниковая связь. Том 64. – М.: Радио и связь, 2001. – 47с.
44. Танeтов В.Н. Пeрвыe систeмы спутниковой связи. - М.: Радио и связь, 2002. – 215с.
45. B.A. Шамотин, А.П. Павлюк. Некоторые итоги Ассамблеи радиосвязи Международного союза электросвязи. // Электросвязь. – 2003. – №7. С. 2 - 5.
46. Н.А. Логинов. Актуальные вопросы радиоконтроля в Российской Федерации. – М.: Радио и связь. 2000. – 240 с.
47. Материалы семинара «Реализация концепции совершенствования системы радиоконтроля в Российской Федерации». //Радиоэлектроника и связь. Научно-практический журнал Санкт-Петербургского НТОРЭС им. А.С. Попова. №3 (17), 1999. – 175с.
48. А.П. Павлюк, Ф. Меж. Проект системы управления использованием радиочастотного спектра Российской Федерации. НИИР/ТОМСОН-ЦСФ. Москва-Париж, 1995. – 115с.
49. B.B. Коган, А.П. Павлюк, Х.И. Туре. К вопросу об оптимизации сети радиомониторинга Российской федерации в ВЧ диапазоне. //Труды НИИР 2002. с. 73 - 78.
50. Могучев В.И.. Дифференциальная пеленгация земных станций через геостационарный спутник. //Электросвязь, № 6, 2004. с. 14
51. Электромагнитная совместимость систем спутниковой связи. Под ред. Л.Я. Кантора и В.В.Ноздрина. М.:НИИР, 2009. – 280с.
52. Дружинин, Г. В., Дружинин, Ю. Г. Анализ человеко-машинных систем на железнодорожном транспорте: Учебник. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2008. – 288 с.
53. Бегишев М.Р., Двоеглазова С.В., Козьмин В.А., Кочкин Д.Е. Автоматизированный мониторинг интенсивности электромагнитного поля/ Специальная техника, 2007, № 2, С.34 – 39.
54. Грошев, Г. М. Эргономика на железнодорожном транспорте: Учебное пособие / Г.М. Грошев, М.В. Иванов, И.Ю. Романова. – М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2009. – 390 с.
55. Абрамов, А. А. Основы эргономики: Учебное пособие. – М.: РГОТУПС, 2001. – 264 с.
56. ОСТ 45.123-99. Станции земные фиксированной спутниковой службы. Технические требования к составным частям станции.
57. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для ВУЗов. Под ред. В.И.Иванова.- М.: Горячая линия-Телеком, 2011. - 232 с.
58. Феер К. Беспроводная цифровая связь: Методы модуляции и расширения спектра: Пер.с англ.под ред.В.И. Журавлева - М.: Радио и связь, 2009, 520 с.
59. Тяпичев Г.А. Спутники и цифровая радиосвязь. – М.: Тех.Бук, 2008. – 288 с.
60. Горностаев Ю.М., Соколов, В.В.. Перспективные спутниковые системы связи. - М.: Горячая линия-Телеком, 2011. - 132 c.