Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
SATELLITE BROADCASTING AND POSITIONING | ING-INF/03 | LEZIONI | 60 |
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Gli studenti alla conclusione del corso avranno acquisito una solida conoscenza sia dell’architettura di alcuni sistemi satellitari di nuova generazione che degli strumenti necessari per la valutazione delle loro prestazioni.
In particolare, gli studenti avranno appreso:
Students at the end of the course will have acquired a solid understanding of both the architecture of some new generation satellite systems and the tools needed to evaluate their performance.
In particular, students will have learned:
Le conoscenze acquisite saranno verificate durante la sessione di esame orale.
The knowledge acquired will be verified during the oral exam session.
Alla conclusione del corso, gli studenti sapranno:
At the end of the course, students will know:
Durante le esercitazioni verranno svolti piccoli progetti utilizzando il programma Excel o il linguaggio Matlab, con lo scopo di analizzare numericamente i collegamenti satellitari introdotti nello svolgimento del corso.
During the tutorials, small projects will be carried out using the Excel program or the Matlab language, with the aim of numerically analyzing the satellite links introduced in the course.
Gli studenti potranno:
Students will be able to:
Durante le esercitazioni verranno verificate e valutate:
During the tutorials will be verified and evaluated:
Parte I - Introduzione ai sistemi di comunicazione satellitari
Allocazione dei principali servizi satellitari nelle bande L, S, C, Ku, Ka
Evoluzione delle trasmissioni satellitari: da Intelsat I a Inmarsat 6
Caratteristiche e geometria di un collegamento satellitare
Satelliti GEO, MEO, LEO, HEO
Segmenti Spazio, Controllo, Utente
Schema di un transponder satellitare non rigenerativo
Tecniche di assegnamento delle risorse e di accesso multiplo
Modulazioni BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK, e tecniche di codifica di canale
Metriche di prestazioni: Bit Error Rate (BER), Packet Error Rate (PER), QoS
Parte II - Sistemi di broadcasting satellitare DVB-S e DVB-S2
Architettura dello standard DVB-S2
Configurazioni, prestazioni ed applicazioni del sistema DVB-S2
Trade-off tra efficienza spettrale ed efficienza energetica
Schema di un ricevitore DVB‐S2
Parte III - Stima delle prestazioni di un collegamento DVB‐S2
Link budget per un collegamento DVB‐S2 in condizioni “Clear Sky”
Link budget per un collegamento DVB‐S2 in presenza di attenuazione per pioggia
Valutazione della sensibilità di un ricevitore DVB‐S2 e della probabilità di fuori servizio
Parte IV - Sistema di posizionamento satellitare NAVSTAR GPS
Architettura del sistema e scelte progettuali
Segmento Spazio: costellazione, piani orbitali, payload di navigazione, esempio di un satellite IIR, IIF e III
Segmento Controllo: Master Control Station, Monitor Stations, Upload Stations
Segmento Utente: schema a blocchi di un ricevitore e tecnologie utilizzate
Applicazioni del sistema GPS
Parte V - Struttura del segnale trasmesso dai satelliti GPS
Allocazione delle frequenze di trasmissione: L1, L2, L2C, L5
Formato: Direct-Sequence Spread-Spectrum Code Division Multiple Access (DS-SS-CDMA) con modulazione BPSK
Codici di ranging: short code C/A, long code P(Y)
Messaggio di navigazione NAV
Densità spettrale di potenza e livello di potenza del segnale ricevuto per i segnali L1 e L2
Parte VI - Algoritmi per la stima della posizione utente e del timing UTC
Stima della distanza del ricevitore GPS dai satelliti in LOS mediante “one-way ranging”
Differente instabilità dei clock atomici dei satelliti e del clock del ricevitore
Stima della posizione del ricevitore e timing UTC mediante trilaterazione
Sorgenti di errore e prestazioni di accuratezza
Part I - Introduction to Satellite Communication Systems
Allocation of major satellite services in the L, S, C, Ku, Ka bands
Evolution of satellite transmission: from Intelsat I to Inmarsat 6
Characteristics and geometry of a satellite link
GEO, MEO, LEO, HEO satellites
Space, Control, User Segments
Configuration of a non-regentative satellite transponder
Resource Assignment and Multiple Access Techniques
BPSK, QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK modulations, and channel encoding techniques
Performance Metrics: Bit Error Rate (BER), Packet Error Rate (PER), QoS
Part II - DVB-S and DVB-S2 satellite broadcasting systems
DVB-S2 standard architecture
DVB-S2 system configurations, performance and applications
Trade-off between spectral efficiency and energy efficiency
Block diagram of a DVB‐S2 receiver
Part III - Performance estimation of a DVB-S2 link
Link Budget for a DVB‐S2 link in 'Clear Sky' condition
Link Budget for a DVB‐S2 link in the presence of rain attenuation
Assessment of the sensitivity of a DVB‐S2 receiver and the probability of out of service
Part IV - NAVSTAR GPS Satellite Positioning System
System architecture and design choices
Space Segment: constellation, orbital planes, navigation payload, example of an IIR, IIF and III satellite
Control Segment: Master Control Station, Monitor Stations, Upload Stations
User Segment: Block diagram of a receiver and technologies user
GPS System Applications
Part V - Structure of the signal transmitted by GPS satellites
Allocation of transmission frequencies: L1, L2, L2C, L5
Format: Direct-Sequence Spread-Spectrum Code Division Multiple Access (DS-SS-CDMA) with BPSK modulation
Codes of ranging: short code C/A, long code P(Y)
NAV navigation message
Spectral power density and signal strength level received for L1 and L2 signals
Part VI - Algorithms for Estimating User Location and UTC Timing
Estimation of GPS receiver distance from satellites in LOS using 'one-way ranging'
Different instability of satellite atomic clocks and receiver clock
Estimate of receiver position and UTC timing by trilateralization
Error Sources and Accuracy Performance
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