Μελέτη και προσομοίωση του φυσικού επιπέδου του επίγειου σταθμού (Gateway Earth Station) του δορυφορικού συστήματος ORBCOMM

Abstract

Στη πτυχιακή εργασία ασχοληθήκαμε με την μελέτη και την προσομοίωση του φυσικού επιπέδου του επίγειου σταθμού του δορυφορικού συστήματος ORBCOMM. Αρχικά, αναφερθήκαμε στη δομή ενός δορυφορικού συστήματος, αναλύοντας το δορυφορικό τμήμα και το επίγειο τμήμα. Στη συνέχεια, διευκρινίσαμε το ρόλο που διαδραματίζει η ORBCOMM Gateway για τους συνδρομητές, περιγράφοντας την λειτουργία της. Έπειτα, έγινε περιγραφή του ORBCOMM δορυφόρου, επισημαίνοντας την αρχιτεκτονική του σχεδίαση και τις ιδιαιτερότητες του. Προσθέτοντας, αναφερθήκαμε στο τμήμα επικοινωνίας στο τμήμα επικοινωνίας του συνδρομητή, περιγράφοντας το πομπό, τους δέκτες, τις κεραίες και τα σχετικά φίλτρα. Ακόμα, επισημάναμε πόσο σημαντικό ρόλο παίζει ο θόρυβος, διατυπώνοντας τους τρόπους με τους οποίους δημιουργείται ο θόρυβος και τα είδη που υπάρχουν. Επίσης, έγινε αναφορά για το σύστημα ελέγχου της στάσης του δορυφόρου, επισημαίνοντας τις λειτουργίες του. Στη συνέχεια της πτυχιακής, αναδείξαμε τι αποτελεί η διαμόρφωση και η αποδιαμόρφωση τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Περιγράψαμε, δυο είδη διαμόρφωσης, τη QPSK και τη OQPSK, γνωστοποιώντας τα χαρακτηριστικά τους. Αφού συγκρίναμε αυτές τις διαμορφώσεις μεταξύ τους, υπογραμμίσαμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα που έχουν η μία προς την άλλη. Ολοκληρώνοντας την πτυχιακή, δημιουργήσαμε τη προσομοίωση του φυσικού επιπέδου του επίγειου σταθμού του δορυφορικού συστήματος ORBCOMM, κάνοντας αρχικά χρήση της διαμόρφωσης QPSK και έπειτα, χρήση της διαμόρφωσης OQPSK. Αφού τα περιγράψαμε με διαγράμματα ροής και απεικονίσαμε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης σε γραφικές παραστάσεις, καταλήξαμε σε ορισμένα συμπεράσματα.

In this final year project we study and simulate a simplified version of the physical layer of the ORBCOMM satellite system ground station. Initially, we describe the structure of a satellite system, analyzing the satellite and the ground segment. Subsequently, we present the main functions of the ORBCOMM Gateway regarding the subscribers. Then, we provide a description of the ORBCOMM satellite, highlighting its architectural design. Furthermore, we address the subscriber's communication unit by describing the transmitter, the receivers, the antennas and the related filters. We explain the pulse shaping filter the modulation and demodulation schemes used in this work. More specifically, we describe two modulation schemes, the QPSK and the O-QPSK. We perform a comparison between the two modulation schemes and we highlight the advantages and disadvantages to each other. In the next chapter we describe the simulation of the physical layer of the satellite system ground station ORBCOMM. Finally, we present our simulation results in the form of graphs and we provide some conclusions.