Rapport perseus telecom

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    04-Dec-2014

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nano satalite report

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<ul><li> 1. Seddik AMARAFlorent MORLATSofiane YOUSFIDfinition de la chane de transmission des tlmtries dun lanceur spatial pendant la phase de lancement - Projet dtudes 3me Anne VA RCM 2006-2007 -1- </li> <li> 2. Remerciements Nous tenons remercier nos tuteurs de projet M. Didier MEIER, Responsable de laVA RCM ainsi que M. Xavier LE POLOZEC, Responsable Produits Radio InfrastructureMobile chez Ericsson pour nous avoir guid et fourni de nombreuses documentationstechniques. Nous tenons de plus remercier plus particulirement M. Grard AUVRAY,Ingnieur chez Alcatel-Lucent et responsable du sujet de ce projet ainsi que M. FabienAMOUROUX, responsable du projet PERSEUS pour nous avoir confi ce projet. Enfin, nous tenons remercier M. Bruno REMY, Directeur Technique chez AgeniumSolutions pour toute laide quils nous ont apporte dans lutilisation du logiciel STK. -2- </li> <li> 3. SOMMAIRE1 Introduction ..................................................................................................... 4 A. Prsentation du projet ESIGETEL de 3ime anne ........................................ 4 B. Prsentation du projet PERSEUS ................................................................. 5 C. Prsentation de notre projet........................................................................... 92/ Description de lenvironnement et des outils utiliss : ................................... 11 A. Satellite Tool Kit :....................................................................................... 11 B. Matlab Simulink :..................................................................................... 133/ Chane de transmission ................................................................................... 14 A. Dfinitions................................................................................................... 14 B. Etat de lart .................................................................................................. 15 C. Bilan de liaison............................................................................................ 224 - Simulation de la Chane de transmission....................................................... 30 A. Choix du canal ............................................................................................ 30 B. Choix des modulations............................................................................... 31 C. Simulation ................................................................................................... 37 D. Optimisation................................................................................................ 435. Conlusion......................................................................................................... 546. Glossaire.......................................................................................................... 557. Bibliographie ................................................................................................... 568. Annexes ........................................................................................................... 57 -3- </li> <li> 4. 1 Introduction A. Prsentation du projet ESIGETEL de 3ime anne Lors de la troisime et dernire anne de notre cursus lESIGETEL, nous avons eu raliser un projet. Ce projet a tenu une place prpondrante toute au long de lanne scolaireet a marqu la fin de celle-ci par une soutenance du projet devant le corps enseignant etventuellement devant des entreprises invites.Le projet ralis sur lensemble de lanne nous permettra de mettre en application lesdiffrentes connaissances acquises toute au long de notre cycle dans lcole. Le projet estdivis en 3 parties. La premire partie concernant une tude bibliographique mene surenviron les 5 premires semaines. Cette tude prcdera une pr-soutenance en anglais.Ensuite les 8 semaines suivantes seront consacres aux aspects thoriques. Enfin la ralisationtechnique se consacrera aux 5 dernires semaines. -4- </li> <li> 5. B. Prsentation du projet PERSEUS Le projet PERSEUS (Projet tudiant de RechercheSpatiale Europen Universitaire et Scientifique), initi par leCNES (Centre National des Etudes Spatiales), a tofficiellement prsent le 13 juin 2005 loccasion du SalonInternational du Bourget. Lobjectif de ce projet est de dvelopper et de qualifier envol un systme de lancement complet aprs un dveloppementprogressif comportant la qualification des principalestechnologies : propulsion, structure, avionique, systmeslectriques... La mission de rfrence retenue pour les premires tudes systmes est la mise en orbite polaire 250 km daltitude dune charge utile de 10 kg. Cette mission sera par la suite affine en fonction des diffrentes tudes sur les nano-satellites. La particularit principale du projet PERSEUS est son dveloppement. Ainsi les travaux de dveloppement sont confis exclusivement des quipes universitaires : tudiants, enseignants, chercheurs. Ainsi ce programme doit favoriser lmergence de concepts et technologies innovantes. -5- </li> <li> 6. Les diffrents concepts de nano lanceurIl existe actuellement 3 concepts de nano lanceur concernant le projet PERSEUS : le conceptNLV-LR et 2 concepts Suparo. Le NLV-LR : lide la base est dvaluer ce quil serait possible de raliser aujourdhui avec les technologies actuelles sans chercher apporter dinnovation majeure. On peut noter que le premier tage est modulaire (form de 5 modules identiques) tandis que le deuxime tage est form dun module identique ceux du premier tage. Le concept Suparo 1 : ralis par des lves de Suparo en 2005, est un tri-tage propulsion hybride partant du sol. Les hypothses relativement pessimistes font que le lanceur pse beaucoup trop lourd Le concept Suparo 2 : ralis par des lves de Suparo en 2006, est un bi-tage aroport propulsion hybride. Les hypothses, nettement plus optimiste que pour le concept 1, font que le lanceur pse environ 5 tonnes, ce qui constitue un rsultat la fois raisonnable et intressant pour de futures tudes. Ainsi de ces 3 concepts des premires conclusions ont pu tre mises. Premirement lemanque de donnes sur le sujet rend trs difficile la ralisation dun avant-projet de nano-lanceur avec des hypothses solides, les seuls nano-lanceurs existants datent de la premirere spatiale et sont donc totalement obsoltes. Le but de PERSEUS tant damener desinnovations. Ensuite, un nano-lanceur tri-tage coterait bien trop cher et des problmes de fiabilitpourraient survenir. De fait, une solution pourrait tre un nano-lanceur bi-tage avec largage aroportavec ventuellement des boosters dappoint. -6- </li> <li> 7. Caractristiques du lanceur Gomtrie : La gomtrie du lanceur doit tre trs simple car ilsagit de rester dans un cadre trs gnral. Une forme linaire sera la 12mieux adapts mais toutefois difficile raliser cause de la prsencedes ergols des premier et deuxime tages. Ces ergols entraneront donc 10la prsence dune jupe. 8 Tir sur rampe : Ce critre sera dtermin en fonction delacclration initiale engendre par les boosters. Toutefois le nano 6lanceur pesant moins de 5 tonnes est une solution fortementenvisageable. 4 Allumage du premier tage : On pourra prvoir dallumer lepremier tage la fin du vol boost et non pas au sol comme cest le cas 2sur Ariane 5. Cest la solution la plus optimale. 0 0 0, 5 1 1, 5 2 Boosters : Ils seront simplement embots avec le lanceur. Deplus la squence de boost ne sera pas pilote, le lanceur devra donc trestable durant cette phase. -7- </li> <li> 8. Vitesse en fonction du temps : 9000 8000 7000 6000 5000 Vitesse (m/s) 4000 3000 2000 1000 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 -1000 Tem ps (s) Trajectoire en fonction du temps : Trajectoire du lanceur 300 250 200Altitude en km 150 100 50 0 -50 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 -50 Temps en s -8- </li> <li> 9. C. Prsentation de notre projet Notre projet dtudes fait partie intgrante du projet PERSEUS, tout en respectantnotre enseignement. Ainsi, notre projet consistera en la dfinition de la chane de transmissiondes diffrents lments de tlmtrie durant sa phase de lancement afin de pouvoir simulerson fonctionnement. Il faudra favoriser les systmes permettant davoir une masse et uneconsommation rduites. Bien videmment, cette tude sera soumise diffrentes contraintesque nous devrons respecter. Il faudra dterminer ou proposer : - le type de modulation - un format de trame - le codage de canal envisag en tenant compte dun canal de propagation en ligne directe affect dun lger fading de Rice. - Le bilan de liaison - La puissance dmission - Les caractristiques de la station sol : gain dantenne, facteur de bruit Dautres lments pourront rentrer en compte, ils seront dtermins au fur et mesurede notre avance dans le projet. Quelques pistes sont soumises par le projet et la bibliographie dont nous disposons,mais ce projet dmarrant compltement zro, il nest donc pas ncessairement obligatoire desuivre ces pistes. Ainsi, nous pouvons trs bien amener nos propres solutions au problme sices dernires sont justifies. Nous nous trouvons donc dans un rel cas dingnierie. De plus une relle mthodologie devra tre mise en place afin dassurer un suivirgulier de notre avancement, ceci dans un souci de clart et de rigueur.Caractristiques La frquence dmission de la porteuse est de 2.2GHz. En effet, par convention lesfrquences utilises pour la transmission des tlmesures des lanceurs sont situes dans unebande allant de 2200MHz 2290MHz. Le dbit de transmission est fix en dbut dtude 100kbit/s. De plus, nous avonsgalement prvu dtudier un systme de transmission prvoyant en option des dbits de500kbits/s et 1Mbits/s. En ce qui concerne lantenne de transmission, son gain ne pourra tre trs important enraison des caractristiques du lanceur, cest pourquoi nous lavons fix 3dB. Elle sera detype omnidirectionnel afin de pallier les ventuelles rotations du lanceur. -9- </li> <li> 10. Conduite de Projet Pour mener bien notre projet nous avons d mettre en place une certainemthodologie afin de nous permettre une avance linaire tout au long du projet. Dans unpremier temps, il nous a fallu nous approprier le sujet. Pour cela, nous avons d raliser desrecherches bibliographiques pour savoir et comprendre ce qui se ralisait dans le cadre dunetransmission partir dun lanceur. Ainsi, dans cette approche nous avons pu consulter lespremiers travaux dlves de SUPAERO et galement la norme CCSDS sur laquelle nousreviendrons plus tard.Modulation Une fois ces tudes ralises, nous nous sommes proposdtudier les diffrentes modulations du signal qui pourraient treretenues dans le cas du lanceur. Ces diffrentes modulations sont laGMSK, la M-PSK (4 ou 2) ainsi que lOQPSK. Nous avons doncralis...</li></ul>