Применение низкоорбитальных систем связи

Особенности использования систем спутниковой связи Iridium, Globalstar и "Сигнал". Основные параметры орбитальной группировки. Российская низкоорбитальная система спутниковой связи "Гонец". Определение перспектив низкоорбитальной спутниковой связи.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид отчет по практике
Язык русский
Дата добавления 22.12.2020
Размер файла 440,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт инженерной физики и радиоэлектроники

Базовая кафедра специальные радиотехнические системы

ОТЧЕТ ПО ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ

Преподаватель И.Ю. Тихоненко

Студенты ВЦ 17-02 АСУ, №301721831

С.Д. Донгак, И.Д. Сергиенко, А.А. Титова,

Д.В. Фурин, К.А. Фролова, Е.В. Яковлева

Красноярск 2020

Содержание

Введение

1. Низкоорбитальные системы связи

1.1 Система спутниковой связи Iridium

1.2 Система спутниковой связи Globalstar

1.3 Система спутниковой связи «Сигнал»

1.4 Российская низкоорбитальная система спутниковой связи "Гонец"

2. Перспективы низкоорбитальной спутниковой связи

Заключение

Список используемых источников

Введение

Одним из новых направлений развития спутниковой связи с начала 90-х годов стали системы связи на базе низкоорбитальных космических аппаратов (далее КА). К низкоорбитальным спутникам LEO (Low Earth Orbit) относятся КА, высота орбит которых находится в пределах 700-- 1500км. Низкоорбитальная группировка может содержать от одного до нескольких десятков малых спутников массой до 500 кг. Для охвата связью большой территории Земли применяют орбиты, на которых могут находиться несколько КА, лежащие в различных плоскостях.

Повышенный интерес к низкоорбитальным системам спутниковой связи объясняется возможностью предоставления услуг персональной связи, включая радиотелефонный обмен, при использовании сравнительно дешевых малогабаритных спутниковых терминалов. Низкоорбитальные системы позволяют обеспечить бесперебойную связь с терминалами, размещенными в любой точке Земли, и практически не имеют альтернативы при организации связи в регионах со слаборазвитой инфраструктурой связи и низкой плотностью населения.

Одним из главных преимуществ, способствующих развитию низкоорбитальных систем спутниковой связи, является биологической фактор. Так, для обеспечения требований биологической защиты человека от излучения СВЧ, рекомендуемый уровень мощности непрерывного излучения радиотелефона должен составлять не более 50 Мвт. Эффективный прием сигнала такой мощности, например, геостационарным спутником сопряжен со значительным усложнением КА, развертыванием больших антенн и точным их позиционированием. Для низкоорбитальных спутниковых систем длина радиолиний во много раз меньше, и проблема создания многолучевых антенн менее остра. К этим системам относятся, прежде всего, системы Iridium и Globalslar, создаваемые зарубежными консорциумами при ведущей роли таких крупных компаний-производителей, как Motorola/Lockheed и Oualcomm/Loral соответственно.

Низкоорбитальные системы рассматривались специалистами на заре становления спутниковой связи, но до недавних пор не пользовались широкой популярностью. На то имелся ряд причин, среди которых не последнее место занимает определенная инерция взглядов и суждений, согласно которой спутник «должен быть виден долго и непрерывно», а лучше всего «быть неподвижным для наблюдателя», т. е. находиться на геостационарной орбите.

Правда, за последнее десятилетие было создано несколько низкоорбитальных систем, но для ограниченного применения, связанного, главным образом, с передачей коротких и относительно редких сообщений. И лишь заманчивая идея глобальной персональной связи, основанной на современной технологии, возродила интерес к низкоорбитальным спутниковым системам.

Ситуация на рынке телекоммуникаций в настоящее время такова, что даже в странах с развитой инфраструктурой связи около 35% услуг предоставляется низкоорбитальными спутниковыми системами. В последнее время отечественными и зарубежными фирмами заявлено около 40 различных проектов по созданию низкоорбитальных систем, которые оцениваются как вполне реализуемые. Далее будут рассмотрены те проекты низкоорбитальных систем связи, которые находятся в стадии применения или развертывания.

1. Низкоорбитальные системы связи

1.1 Система спутниковой связи Iridium

В 1987 г. компания Motorolа Inc. приступила к разработке проекта низкоорбитальной спутниковой системы связи Iridium. Проект Iridium основан на широком международном сотруднические. Партнерами компании Motorola Inc. в международном консорциуме Iridium Inc., организованном в 199 г. являются такие ведущие фирмы, как DDI (Япония), Sprint, Lockheed и Raythleon (США), Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева (Россия) и др. В разрабатываемом проекте вначале предполагалось использовать 77 спутников. Именно первоначально выбранному числу спутников проект обязан своим названием -- 77-й элемент в таблице Менделеева как раз и есть иридиум. Правда, позже по ряду причин было решено уменьшить число спутников в орбитальной группировке до 66, но название проекта осталось прежним.

В орбитальной группировке для обеспечения минимального расстояния между соседними КА выбрана оптимальная разность углов (27°) между плоскостями орбит низкоорбитальный спутниковый связь группировка

Основные параметры орбитальной группировки:

1. Орбиты квазиполярные с наклонением i = 86,4

2. Число плоскостей -- 6

3. Число КА в одной плоскости-- 11

4. Угловое расстояние между КА, находящимися в одной плоскости, -- 32°

5. Высота орбит -- 780 км

6. Период обращения КА вокруг Земли-- 100мин

Система Iridium предназначена для глобальной подвижной персональной связи по принципу «каждый--каждому» на основе межспутниковой связи.

Система Iridium предназначена для обеспечения следующих видов связи и услуг:

1. Дуплексная радиотелефонная связь

2. Факсимильная связь

3. Передача данных

4. Виды услуг:

5. Связь между абонентами имеющими персональные терминалы.

6. Связь абонентов общей телефонной сети с пользователями персональных спутниковых терминалов

7. Передача сигналов оповещения на пейджер

8. Определений местоположения (координат) абонентов

Для оказания перечисленных видов услуг компания Motorola предлагает различные переносные малогабаритные (весом до 700 г) и мобильные (весом до 2,5 кг) персональные терминалы. Каждый пользовательский терминал регистрируется в национальной шлюзовой станции, где ему присваивается кодовый номер и оговаривается первоначальное территориальное размещение.

Диапазоны и полосы частот радиолиний

Любой КА орбитальной группировки формирует 48 лучей излучения, образуя каждым лучом на Земле соту диаметром 640 км. В совокупности 48 лучей создают подспутниковую зону диаметром примерно 4500 км. Вся орбитальная группировка формирует квазисплошную подспутниковуго зону, покрывающую всю поверхность Земли. Формирование подспутниковой зоны осуществляется с помощью расположенных на каждом КА шести антенных фазированиых решеток (АФАР), Каждая АФАР формирует восемь лучей. Благодаря применению многолучевых антенн и сотовой структуры обслуживаемой зоны, рабочие частоты в системе Iridium используются многократно. При этом в смежных сотах используются различные частоты, а в каждой восьмой соте, создаваемой орбитальной группировкой, возможно повторение частот. В результате частоты диапазона 1616,0-- 1626,5 МГц используются в системе более 150 раз.

Частотный диапазон коммерческой радиолинии:

«Абонент -- КА» содержит 64 частотных канала с разносом между ними 160 Кгц (ширина полосы частот каждого канала 126 Кгц)

«КА--абонент» содержит 29 каналов с разносом между ними 350 Кгц (ширина полосы частот каждого канала 280 Кгц)

Таблица 1

Диапазоны частот радиолиний системы Iridium и используемые полосы частот

Наименование диапазона

Радиолиния

Диапазон частот

Ширина частот полосы канала

L

«Абонент-- КА»

1616,0--1625,5 МГц

126 Кгц

L

«КА--абонент»

1616,0-1626,5 МГц

280 Кгц

Ка

Ка

Кa

«КА--шлюзовая станция»

Шлюзовая станция--КА»

Межспутниковая связь «КА--КА»

19,6 ГГц 29,1-.29,3 ГГц

23,18-23,38 ГГц

29,1-29,3 ГГц

100 МГц

100 МГц

200 МГц

Методы доступа

В радиолиниях «абонент -- КА» и «КА -- абонент» применяется временное разделение каналов, формат много станционного доступа сочетает временное разделение каналов для каждой соты и частотное разделение для смежных сот (FDМА). При помощи фазовой Манипуляции ФМ-4 производится кодирование информации, которое обеспечивает сжатие речевой информации в цифровом виде. Информация о сжатии, а также сигналы циклической и тактовой синхронизации передаются по каналу управления, для чего в радиолинии «КА--абонент» задействовано 4 радиоканала. Коэффициент сжатия. информации (2,2/1) позволяет обеспечить передачу в радиолинии «КА--абонент» 55 речевых каналов на 25 несущих частотах. При передаче радиотелефонной информации вероятность ошибки на бит не выше 0,001, при передаче цифровых данных-- 0,000001.

Орбитальная группировка КА формирует на поверхности Земли примерно 2150 сот при использовании 48 лучей АФАР каждого КА. Следовательно, при использовании полосы частот 1616,0-- 1626,5 МГц пропускная способность системы составляет 3835 дуплексных телефонных каналов связи.

Радиолиния межспутниковой связи.

Каждый КА орбитальной группировки имеет радиолинии связи с двумя соседними КА, находящимися в одной орбитальной плоскости с ним, и двумя КА в соседних (слева и справа) орбитальных плоскостях.

Для поддержания меж спутниковой связи на каждом КА имеются четыре щелевые антенные решетки с коэффициентом усиления 36 дБ. Точность управления диаграммой направленности каждой антенны составляет ±5°. Используется полоса частот шириной 200 МГц в диапазоне 23,18-23,38 ГГц. Для исключения взаимных помех в меж спутниковых каналах связи полоса частот шириной 200 МГц разбита на 8 отдельных частотных полос, которые образуют отдельные каналы связи. Скорость передачи информации в каждом канале 25 Мбит/с. Метод модуляции и кодирование информации такие же, как в радиолинии КА--абоненты. Каждый канал межспутниковой линии связи поддерживает 600 телефонных каналов без сжатия (1300 каналов при коэффициенте сжатия информации 2,2/1).

Шлюзовые станции.

Шлюзовая станция состоит из 3 приемопередающих комплексов. Каждый комплекс имеет быстродействующую ЭВМ, в которой хранится банк данных о персональных терминалах, и коммутационное оборудование для связи телефонной сетью общего пользования. В работе постоянно наладятся два приемопередающих комплекса, которые поочередно поддерживают связь с КА, находящимися в прямой видимости. Третий приемопередающий комплекс-- резервный. При необходимости он может заменить 1-й или 2-й комплекс.

Несмотря на уникальность реализованных технологий, коммерческих успехов система Iridium не достигла. Свою роль сыграли ошибки в оценке требуемых объемов финансирования на создание орбитальной группировки с заявленными характеристиками (фактические затраты составили примерно 7 млрд долл.). Пропускная способность системы, даже при ее полной загрузке, не обеспечивала себестоимость услуги, позволяющую конкурировать с альтернативными системами подвижной связи и достичь окупаемости вложенных средств в экономически целесообразные сроки. Фактические показатели клиентской аудитории оказались в 15-20 раз ниже расчетных. Компания - оператор системы Iridium в 2000 г. прошла стадию банкротства, в настоящее время ее эксплуатация поддерживается государственными структурами США, коммерческие перспективы не ясны. Выход системы вновь на российский рынок сомнителен, так как владельцы Iridium отказались использовать наземную станцию ГКНПЦ им. Хруничева и лишились лицензии.

1.2 Система спутниковой связи Globalstar

Низко орбитальная глобальная спутниковая система персональной связи Globalstar разработана корпорациями Qualcomm и Loral, а также рядом других известных представителей индустрии телекоммуникационного оборудования.

Космический сегмент

В состав орбитальной группировки системы Globalstar входят 48 низкоорбитальных спутников-ретрансляторов, размещенных на восьми круговых орбитах (по шесть спутников на каждой). Высота орбит над поверхностью Земля 48 спутников на 8 орбитах составляет 1414км, Параметры орбиты (их наклонение l= 52є) выбраны так, чтобы обеспечить максимальную частоту обслуживания абонентов в средних широтах. Полярные области (выше 70° с. ш. и 70° ю. ш.) космическим сегментом не обслуживаются.

Запуск первой группы КА осуществляется с 1998г. с помощью российских ракет-носителей «Протон» 112 спутников за один пуск и «Союз» (от 4 до 10 спутников за один пуск). Каждый спутник имеет три системы стабилизации, которые состоят из устройств ориентации по Земле и Солнцу, а также лазерных гироскопов. Срок активного существования каждого спутника не менее 7,5 лет.

В системе Globalstar не предусмотрены межспутниковые связи, однако она рассчитана на постоянное двукратное покрытие земной поверхности (в широтном поясе от 70° ю. ш. до 70° с. ш.), которое позволит:

1. Обеспечить непрерывную связь при переходе абонента из зоны действия одного луча в зону действия другого луча одного и того же спутника и из зоны действия одного спутника в зону действия другого

2. Значительно повысить надежность связи с подвижными абонентами благодаря устранению эффекта затемнения приемной антенны терминала абонента складками рельефа местности за счет когерентного сложения сигналов нескольких спутников, а также сигналов, отраженных от различных препятствий на земной поверхности

Система сможет обеспечить, помимо передачи сигналов служебной (командной) информации, два типа услуг:

1. Телефонную, факсимильную и пейджинговую связь

2. Определение местоположения (координат) абонентов

Хорошее качество телефонной связи достигается благодаря применению шумоподобных широкополосных сигналов (ШПС) с кодовым разделением каналов. Это позволяет использовать один и тот же диапазон частот с каждом из 16 лучей, которые формируются с помощью многолучевых бортовых антенн.

Для формирования ШПС используются последовательности Уолша. Все сигналы формируются одним источником, но каждый имеет свой определенный временной сдвиг относительно пилот-сигнала. Пилот-сигнал передается нулевой последовательностью функции Уолша (все знаки -- нули),

При применении ШПС отраженные от посторонних объектов сигналы суммируются с основным сигналом с помощью многоканальных приемников, что значительно повышает помехозащищенность системы. Это также позволяет осуществлять так называемый мягкий переход абонента из зоны действия одного луча в зону действия другого без потери связи.

Здесь, в отличие от систем с временным или частотным разделением каналов, при переходах связь абонента поддерживается двумя лучами до тех пор, пока уровень сигнала одного из них не станет ниже определенного значения. Такой алгоритм позволяет исключить щелчки в абонентских терминалах, которые могут быть слышны при таких переходах в других системах, а также уменьшить вероятность потери связи.

Пропускная способность каждого канала очень высока благодаря кодовому разделению сигналов и переменной скорости передачи цифрового потока (1200--9699 бит/с). Переменная скорость цифрового потока позволяет обеспечить передачу сигналов служебной (командной) информации в паузах речи.

Точность определения координат абонентов без участия шлюзовых станций составляет 10км. При определении же местоположения с участием шлюзовых станций и спутников-ретрансляторов она может достигать 300м.

Абонентские терминалы

В настоящее время разработаны абонентские терминалы, которые обеспечивают как предоставление услуг связи, так и определение местонахождения объекта. Абонентские терминалы могут быть двух типов: мобильные и стационарные. Мобильные абонентские терминалы, как правило, портативные и совмещены с подвижными станциями сотовой связи. Возможны следующие варианты абонентских терминалов:

а) Двухмодульный вариант -- Globalstar (GS) и AMPS

б) Двухмодульный вариант -- GS и GSM

в) Двухмодульный вариант -- GS и PCS

г) Трехмодульный вариант -- GS, AMPS и CDMA

д) Стандартный абонентский терминал -- только для GS

Мощность портативных абонентских терминалов 0,6 Вт, стационарных -- 3 Вт.

Шлюзовые станции

Шлюзовая станция состоит из четырех идентичных приемопередающих комплексов, каждый из которых оснащен следящей параболической антенной диаметром 3,4м.

Отсутствие межспутниковых связей в системе Globalstar приводит к значительному росту количества шлюзовых станций (до нескольких сотен).

Основными задачами шлюзовых станций являются организация и поддержание телефонных и пейджинговых каналов, каналов передачи данных, а также обеспечение службы определения координат подвижных объектов,

Среди других функций шлюзовых станций следует выделить регулировку уровней мощности абонентских терминалов. Приемники шлюзовых станций измеряют уровень сигнала, принимаемого от каждого абонентского терминала, и сравнивают его с пороговым, а затем передают на абонентский терминал кома]8ду на увеличение или уменьшение его мощности. Эта процедура позволяет выровнять уровни сигналов на входе приемника спутника-ретранслятора и продлить срок работы батарей абонентского терминала.

Создание системы и ее элементов запланировано на 1993-- 1998 гг., срок активной эксплуатации спутниковой системы -- на 1997--2012 гг. Наиболее сложное звено системы -- шлюзовые станции, которые разворачиваются постепенно. На территории России уже строятся 4 шлюзовые станции, на территории США -- 5.

Результаты моделирования показывают, что орбитальное построение системы Globalstar оптимизировано для территории США и Западной Европы. В России вне зоны обслуживания остаются труднодоступные северные регионы и трасса Северного морского пути.

Проект Globalstar отличается высокой, степенью проработанности технических решений, что позволяет надеяться на ввод системы в эксплуатацию в планируемые сроки.

С 1996 года Globalstar предоставляет услуги связи в России через совместную с ОАО «Ростелеком» операторскую компанию ЗАО «ГлобалТел». Если рассматривать деятельность регионального оператора отдельно от всей системы, то можно признать ее достаточно успешной. ЗАО «ГлобалТел» активно расширяет спектр услуг и свою клиентскую базу и, прежде всего, в корпоративном и государственном сегментах рынка. «ГлобалТел» подписала соглашение о двустороннем роуминге с сотовой сетью ОАО «Мегафон», с компанией «Алроса» создана система мониторинга автотранспорта. ЗАО «ГлобалТел» осуществляет поставку и установку спутниковых таксофонов системы Globalstar в удаленных и труднодоступниых регионах в рамках своих проектов, а также в проектах своих партнеров, среди которых «Почта России» и межрегиональные телекоммуникационные компании «Связьинвеста».

1.3 Система спутниковой связи «Сигнал»

Низкоорбитальная система "Сигнал" разрабатывается АО "Международный концерн космической связи" (АО МККС "КОСС"). финансирование работ осуществляется на коммерческой основе.

Система "Сигнал" предназначена для обеспечения непрерывного круглосуточного информационного обмена в реальном времени между подвижными и стационарными абонентами. Она предоставляет абонентам следующие виды услуг:

- организацию дуплексной речевой связи со скоростью 2,4 Кбит/с в диапазонах частот 1,5/1,6 ГГци 11/14 ГГц:

- передачу данных со скоростью 1,2 - 2,4 Кбит/с в диапазонах частот 1,5/1,6 ГГц и 11/14 ГГц;

- персональный вызов со скоростью 300 и 600 бит/с в диапазоне частот 0,4 ГГц. Предусматривается возможность увеличения скорости передачи до 9,6 Кбит/с путем объединения нескольких каналов.

Завершение развертывания системы для Евроазиатского континента и доведение числа КА в орбитальной группировке до 48 планируется осуществить в 1999-2000 гг..В дальнейшем планируется расширить сеть базовых станций (в перспективе до 150) и продолжить развертывание системы для обеспечения глобальной зоны обслуживания.Предполагается, что пропускная способность системы будет равна 1,5 млн. абонентов при средней нагрузке на абонента 0,01 Эрл и отказе в устанoвлении соединения не более, чем в 2% случаев при среднем времени установления соединения - около 30 с.

Состав и структура системы

Структура системы "Сигнал" приведена на рисунке 1. Система состоит из космического и земного сегментов. В состав земного сегмента входят:

- центр управления полетом (ЦУП):

- центр управления связью (ЦУС);

- сеть стационарных базовых станций;

- сеть узловых и абонентских станций.

В системе "Сигнал" не предусмотрено межспутниковых линий. Связь между любыми абонентскими станциями (АС) организуется через КА и наземные базовые станции. Если один из абонентов не является пользователем системы, то вместо базовой станции может использоваться узловая станция

Рисунок 1 Структурная схема системы «Сигнал»

Космический сегмент

Космический сегмент системы "Сигнал" включает орбитальную группировку, состоящую из 48 КА с высотой круговой орбиты 1500 км. Наклонение орбиты составляет 74 градуса. Спутники расположены в 4 орбитальных плоскостях по 12 КА в каждой. Масса спутника 310 кг, срок службы 6 лет.

Для вывода спутников на орбиту предлагается использовать ракету-носитель "Циклон" (6 КА за запуск) или ракету-носитель "Космос" (2 КА за запуск).

Развертывание орбитальной группировки из 48 КА предполагается проводить в следующем порядке.

Сначала формируются 2 орбитальные плоскости по 6 КА в каждой, разнесенные по долготе восходящего узла на 180°. Зона покрытия, гарантирующая радиовидимость 100% хотя бы одного КА под углом места более 5°, располагается в диапазоне широт от 84° с.ш. до 64° с.ш. При этом обеспечивается обслуживание почти всей части территории РФ.

Затем формируются еще 2 плоскости, разнесенные по долготе восходящего узла на 180° и развернутые относительно первых двух на 90°. Зона однократного покрытия, гарантирующая радиовидимость 100% хотя бы одного КА под углом места более 5°, будет располагаться от 87,5° с.ш. до 48,6° с.ш.

Переход от орбитальной группировки с 24 КА к полной группировке из 48 КА будет осуществляться путем добавления в каждую из 4-х плоскостей еще по 6 КА. В результате орбитальная группировка будет доведена до 48 КА. При такой ОГ гарантируется однократное покрытие всей заявленной зоны обслуживания (от 90° с.ш. до 30° с.ш.) и 4-кратное покрытие зон от 84° с.ш. до 64° с.ш.

Базовая станция

Базовая станция является узлом сети связи. За каждой БС закреплено определенное количество АС, находящихся в ее зоне обслуживания. На базовой станции решаются следующие основные задачи:

- организация связи в зоне радиовидимости КА в соответствии с имеющимся планом;

- слежение за спутниками (одновременно до 4-х КА);

- контроль параметров орбит;

- обеспечение управление ретрансляторами и служебными системами;

- обмен информацией с другими БС по магистральным каналам;

- вызов и организация установления соединения;

- выбор маршрута соединения и передача заявки на соединение на ближайшую на маршруте БС;

- оценка местоположения подвижных АС;

- анализ электромагнитной обстановки;

- учет времени занятия каналов связи абонентами и расчет платы за предоставляемые услуги (первичная тарификация).

Для связи между БС предусмотрены специальные магистральные стволы в диапазонах частот 11/14 (15/19) ГГц и 20/30 ГГЦ. Через базовую станцию осуществляется выход абонентов в телефонную сеть общего пользования.

Абонентские и узловые станции

В системе создается сеть стационарных узловых станций, сеть мобильных АС и сеть абонентов персонального вызова. Узловая станция будет поддерживать различные варианты подключения абонентов - через проводные, сотовые или микросотовые сети.

Сеть подвижных абонентов будет включать следующие виды абонентских станций:

- носимые АС (в диапазоне 0,3/0,4 ГГц);

- терминал типа "телефонная трубка";

- станции, возимые на подвижных средствах (в диапазонах 0,3/0,4 ГГц, 1,5/1,6 ГГц, 2,1/1,9 ГГц и 2,5/1,6 ГГц);

- приемники персонального вызова в диапазоне 0,4 ГГц.

Диапазоны и полосы частот, количество каналов, выделяемых для абонентских радиолиний, радиолиний узловых станций и фидерных линий (ФЛ) приведены в таблице 2.

Терминалы узловых станций диапазона 20/30 ГГц используются в качестве коллективных станций, обеспечивая стыковку системы со станциями сотовых систем связи и телефонной сетью общего пользования.

В диапазоне 0,3/0,4 ГГц используются турникетные антенны, а в остальных диапазонах -плоские антенные решетки. В малогабаритных приемниках персонального вызова - штыревая антенна.

Таблица 2

Радиочастотное обеспечение системы "Сигнал"

Диапазон, ГГц

Назначение радиолинии

Линия "спутник-Земля", МГц

Линия "Земля-спутник", МГц

Полоса частот, МГц

Кол-во каналов

0,4

Персональный вызов

385,0-386,5

-

1,1

32/20 на КА

0,3/0,4

Абонентские радиолинии

270,075-275,0

335,4-343,5

4,0

64 на КА

311,35-322

386,5-399,9

7,5

1,5/1,6

1535,0-1558,76

1631,5-1655,26

23,76

8х6 на КА

2,1/1,9

2170,0-2200,0

1980,0-2010,0

28,16

11х6 на КА

2,5/1,6

2483,6-2500,0

1610,0-1625,5

14,24

11х6 на КА

11/14

ФЛ подвижных абонентов

11650-11700

14170-14220

48,0

724 на БС

15/19

15450-15650

19300-19600

48,0

20/30

Радиолиния узловых станций

18800-19300

28600-29100

32,0

256х2 на КА

20/30

ФЛ узловых станций

18800-19700

28600-29100

64,0

512наБС

Многостанционный доступ

В системе используется следующие методы и протоколы доступа: нетактированная ALOHA в служебном канале и модернизированная процедура многостанционного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК) в информационном канапе. В отличие от стандартного протокола, в НССС "Сигнал" при передаче сообщения от спутникового ретранслятора в служебном канале "Маяк" содержится информация о номерах занятых и свободных каналов. Поэтому изначально абонент выбирает канал, в котором нет запросов на работу (запрет использования какого-либо канала может быть создан от базовой станции, осуществляющей резервирование каналов в интересах всей системы связи).

Абонент, желающий передать сообщение, выходит на связь только после обнаружения свободного канала. При возникновении конфликтов их обнаружение производится на АС по характеру ответа от БС. Такая организация связи позволяет обеспечить время передачи запроса и установления синхронизма в 50 раз меньшее средней продолжительности телефонного разговора.

Чтобы связаться с абонентом, расположенным в любой точке земной поверхности, достаточно 5 переприемов, при этом время задержки сигнала не будет превышать 150 мс.

Для обеспечения заданных требования по ЭМС в системе "Сигнал" применяется эффективный метод модуляции: четырехпозиционная относительная фазовая манипуляция со сдвигом и сглаживанием фазы. Сглаживание фазы в предмодуляционном фильтре позволяет уменьшить уровень боковых лепестков. Кроме того, используются сигналы с пониженной спектральной плотностью мощности, а именно широкополосные сигналы с дополнительной модуляцией с помощью псевдослучайной последовательности длиной 3224 элемента. Ширина полосы частот такого сигнала равна 5,8 МГц.

В каждом луче формируется 10 каналов с разносом несущей на 50 кГц. При этом спектры сигналов разных каналов перекрываются. Суммарная ширина спектра в одном луче равна 6,3 МГц. Вследствие того, что на краях полосы уровень спектральной плотности уменьшается, то при перекрытии соседних лучей по диапазону на 0,5 МГц суммарная спектральная плотность мощности во всей полосе окажется равномерной. Характеристики антенны в каждом луче выбраны таким образом, что плотность потока мощности (ППМ) на поверхности Земли была бы постоянной и не зависела от направления излучения. В полосе частот 4 кГц ППМ составляет - 170 дБВт/м.

На борту применяется жесткая схема коммутации: каждому каналу на линии "Земля-спутник" однозначно соответствует один из каналов в каждом луче на линии "спутник-Земля". Три луча на линии "спутник-Земля" предназначены для того, чтобы с одним КА могли работать одновременно три базовые станции.

Космический сегмент

Космический сегмент системы состоит из 48 КА (по 12 КА на каждой из орбит, расположенных в 4 плоскостях). Плоскости орбит разнесены в пространстве по долготе восходящего узла на 90°. Высота орбиты каждого КА составляет 1500 км, наклонение г = 74°. Масса спутника-ретранслятора 310 кг, срок службы -- не менее 6 лет. Для вывода КА на орбиту предполагается использовать ракеты-носители «Циклон» (6 КА за один пуск) или «Космос» (2 КА за один пуск). Бортовые антенные системы КА состоят из 3 антенн, которые работают диапазонах:

а) 0,3--0,4ГГц (один луч, покрывающий всю зону).

б) 1,5--1,6 ГГц (шесть лучей, покрывающих всю зону}

в) 11--14 ГГц (три луча, покрывающих всю зону)

Наземный сегмент

Наземный сегмент, как и во всех системах спутниковой связи, включает в себя:

а) Шлюзовые станции, работающие в диапазоне 11--14 ГГц.

б) Подвижные абонентские терминалы, работающие в диапазонах 0,3--0,4 и 1,5-1,6 ГГц

в) Стационарные абонентские терминалы коллективного пользования, работающие в диапазоне 20--30 ГГц и используемые для сопряжения с телефонными и сотовыми системами связи (на экспериментальном этапе не предусмотрены)

г) Центр управления полетом и связью

е) Командно-измерительный комплекс

На территории России после полного развертывания системы предполагается размещение 6 базовых станций (в Москве, Самаре, Екатеринбурге, Томске, Чите и Комсомольске-на-Амуре). Бортовая аппаратура КА Сигнал предназначена для сопряжения с наземной телефонной связью общего назначения и для коммутации каналов различных коммерческих сетей.

С системой «Сигнал» решаются следующие задачи:

а) Организация персонального радиовызова абонента;

б) Организация устойчивой телефонной связи между парами абонентов;

в) Обеспечение контроля связи между абонентами ;

г) Поддержание канала связи между абонентами с учетом динамики орбитальной группировки.

Организация связи

В системе «Сигнал» не исключается межспутниковая связь, а связь между любыми абонентами организуется через КА и шлюзовые станции.

Этой системой обеспечивается асинхронный многостанционный доступ абонентов. При этом используется модификация частотно-кодового разделения каналов в пределах одного ствола и пространственное разделение стволов в БРТК спутника-ретранслятора. Для увеличения эффективности использования полосы частот применяется относительная четырехпозиционная фазовая манипуляция. Данный вид модуляции обеспечивает удовлетворение требований по электромагнитной совместимости (ЭМС) и уменьшение влияния узкополосных помех на качество передаваемой информации. Кроме того, применение широкополосных сигналов в системе «Сигнал» позволяет с высокой точностью проводить навигационные измерения, а также определять местоположение каждого абонента системы.

1.4 Российская низкоорбитальная система спутниковой связи "Гонец"

Низкоорбитальная система спутниковой связи "Гонец" предназначена для пакетной передачи данных. Разработчиком платформы спутников является ОАО "ИСС им. М.Ф. Решетнева". Ретранслятор для КА поставляет ФГУП "НИИ ТП".

Первый пуск двух демонстрационных КА "Гонец-Д1" произведен в 1992 г. В 1996, 1997, 2000 и 2001 гг. были запущены четыре тройки спутников "Гонец-Д1". Пуск 2000 г. закончился аварией РН "Циклон-3", приведшей к утрате трех спутников. Поэтому система "Гонец-Д1" не была развернута в полном составе.

В рамках ФКП на 2001-2005 гг. были проведены работы по созданию системы на базе 12 КА "Гонец-Д1М" с пятилетним ГСАС. Первый спутник "Гонец-Д1М" был запущен в декабре 2005 г., но в состав системы связи введен не был из-за отказа ретранслятора. Согласно ФКП на 2006-2015 гг. система "Гонец-Д1М" должна включать 18 КА "Гонец-М" и 5-7 региональных станций и обеспечивать передачу данных для 200 000 потребителей. Запуски шести КА "Гонец-М" планировались в 2009-2010 гг. с последующим доведением ОГ до 18 спутников к 2015 г. Однако сроки запуска спутников не выдержаны. В 2010 г. запущен только один КА "Гонец-М № 2" вместо трех по плану. Решением Роскосмоса создание системы "Гонец-Д1М" отодвинуто на 2015 г.

Обновление системы "Гонец" происходит с большим опозданием, что не способствует привлечению потребителей и финансовому процветанию проекта. Создание дееспособной системы связи "Гонец-Д1М" возможно только на базе КА с ГСАС не менее 10 лет. Но с качеством отечественных КА в последнее 10 лет проблемы испытывает не только система "Гонец". Из 13 выведенных на орбиту спутников в настоящее время в системе работает только КА "Гонец-М № 2". Система переживает нелегкие времена, число пользователей за последние годы сократилось до нескольких десятков. Надежды на обслуживание 200 тысяч абонентов в 2010 г. и окупаемость проекта не оправдались.

В целом проект потерпел рыночное фиаско, но продолжает поглощать немалые бюджетные деньги без какой-либо надежды на успех на рынке. Тем не менее менеджеры проекта предлагают увеличить космический сегмент системы "Гонец-Д1М" до 36 КА. Последнее вряд ли возможно, реальный САС КА "Гонец" не превышает 4 лет, поэтому для поддержания ОГ в номинальном состоянии (36 КА) нужно будет запускать не менее 9-10 КА ежегодно.

«Гонец» находится в стадии развертывания орбитальной группировки космических аппаратов второго поколения. Сегодня на орбите высотой 1500 км и наклонением 82,5 град, функционируют семь спутников первого поколения «Гонец-Д1» и проходит летные испытания КА второго поколения «Гонец-М». Система имеет наземную инфраструктуру с тремя региональными станциями в городах Москва, Красноярск и Южно-Сахалинск и широкую номенклатуру абонентского оборудования, как в стационарном, так и мобильном исполнении, используемого в различных климатических условиях.

Федеральной космической программой России 2006 - 2015 гг. предусмотрено наращивание орбитальной группировки системы «Гонец» второго этапа до 18 космических аппаратов. В результате через несколько лет общая орбитальная группировка составит 24 КА, что, безусловно, отразится на ее потребительских характеристиках и повысит привлекательность системы для потенциальных пользователей. Система «Гонец» обеспечивает передачу данных в цифровом пакетном режиме и может быть использована для организации связи в районах с неразвитой инфраструктурой связи в чрезвычайных ситуациях, для создания выделенных сетей связи (ведомственных, корпоративных и т. п.), а также для контроля местоположения и состояния транспортных средств, сбора информации от стационарных датчиков (например, для экологического и промышленного мониторинга, сбора геодезических, гидрологических или сейсмических данных). В качестве конкурентного преимущества системы «Гонец» второго этапа можно назвать более высокие скорости передачи информации 9,6 и 64 кбит/с, большую пропускную способность одного КА (400 - 600 Мбит/сут.), отсутствие потерь в передаваемых сообщениях и конфиденциальность каналов связи.

Среди пользователей системы «Гонец» - федеральные ведомства в сфере обороны и безопасности государства (подразделения МВД, Пограничных войск, Военно-морского флота), ведомственные предприятия и организации Росатома, Росгидромета и т. д. Спутниковую систему «Гонец» предполагается использовать в межведомственной интегрированной, защищенной системе информационного обеспечения морских поисковых и спасательных операций подводных лодок, кораблей, судов всех типов и летательных аппаратов Минобороны России, ФСБ и МВД России.

Рисунок 2 Схема работы системы

Назначение системы

Низкоорбитальная система связи "Гонец" обеспечивает персональной связью пользователей, которые могут находиться практически в любой точке земного шара. Система состоит из космического и наземного сегментов и ориентирована как на предоставление услуг связи индивидуальным пользователям, так и на создание корпоративных систем.

Основные области применения и возможности системы связи "Гонец":

а) создание выделенных ведомственных (банковских, медицинских, административных) сетей cвязи;

б) обеспечение связи с удаленными территориями Росиии со слаборазвитой инфраструктурой (Крайний Север, Сибирь, Дальний Восток и др.);

в) контроль состояния и местоположения транспортных средств, определение координат с помощью систем (GPS/Глонасс) с точностью до 100 м;

г) контроль грузоперевозок c передачей трассы движения в диспетчерский центр, дистанционный мониторинг;

д) экологический и промышленный мониторинг, сбор научной информации (геодезической, гидрологической, от сейсмодатчиков и др.);

е) передача/прием текстовых или файловых сообщений произвольного формата (до 200 кбайт);

ж) передача информации от датчиков, расположенных на удаленных объектах, в автономном режиме или по групповым опросам диспетчерского центра;

з) сопряжение с почтовыми службами корпоративной сети или сети Internet.

Состав системы

Система связи "Гонец " состоит из четырех основных элементов:

а) космического сегмента;

б) наземных терминалов различных модификаций, обеспечивающих персональную связь;

в) региональных станций, позволяющих осуществлять связь между абонентами системы "Гонец " и абонентами сетей общего пользования, а также выполняющих функции управления связью в регионе;

г) центра управления системой, обеспечивающего управление системой связи "Гонец " и орбитальной группировкой спутников.

Как отмечалось выше, предусматривается поэтапная реализация программы "Гонец": "Гонец-Д1", "Гонец-Д1М", "Гонец", согласованная с ростом числа потребителей и улучшением качества предоставляемых услуг. Все этапы отличаются в основном структурой космического сегмента.

Космический сегмент

Космический сегмент (рис.3) системы состоит из спутников, имеющих околокруговые полярные орбиты с высотой 1300-1500 км. Спутники расположены в различных плоскостях, которые равномерно разнесены друг относительно друга по долготе восходящего узла.

Проектирование спутников системы "Гонец" проводилось на основе 30 - летнего опыта создания и эксплуатации низкоорбитальных систем связи в России. Эго позволило создать легкий спутник с весом 225 кг.

Связь между наземными терминалами устанавливается через спутник, когда он находится в зоне радиовидимости терминала. Так как спутник над заданной точкой земной поверхности может появляться несколько раз в день со средним временем 8 мин., то при использовании одного спутника время ожидания сеанса связи составляет несколько часов. Для уменьшения времени ожидания сеанса связи необходимо увеличивать число спутников в системе и число орбитальных плоскостей.

Рисунок 3 Космический сегмент

Принципы организации связи в системе

Связь внутри региона, диаметр которого меньше 5000 км (пятно радиовидимости одного спутника), осуществляется в масштабе времени, близком к реальному. При этом внутри региона абоненты системы "Гонец" устанавливают связь между собой непосредственно через спутник, а с абонентами сетей общего пользования дополнительно используется региональная станция.

Если абоненты находятся в разных регионах, то цифровая информация передается в режиме "электронная почта". Переданное на спутник сообщение запоминается и передается получателю, когда он появится в зоне радиовидимости этого спутника. Время доставки информации в этом случае составляет несколько часов.

Уменьшение времени доставки информации в системе "Гонец" нецелесообразно, так как установлено, что примерно 80% трафика находится внутри региона. Установление связи между абонентами различных регионов в масштабе времени близком к реальному возможно с привлечением дополнительно средств других систем.

Таблица 3

Технические характеристики космического сегмента

Характеристики космического сегмента

КА "Гонец-Д1"

КА"Гонец-Д1М"

Тип КА

Низкоорбитальный, ориентированный на центр Земли, коррекция вдоль орбиты

Орбита

Круговая

Высота, км

1500

Наклонение, град

82,5

Баллистическое построение орбитальной группировки

9 КА в 2-х плоскостях

12 КА в 4-х плоскостях

Энерговооруженность, Вт

100

300

Диапазон частот, МГц

200/300

200/300

300/400

Кол-во каналов на одном КА:
"вверх"
"вниз"


1
1


14
2

Скорость передачи информации одного канала, Кбит/с

2,4

2,4; 4,8; 9,6 "вверх"
9,6; 32; 64 "вниз"

Пропускная способность, Мбит/сутки

16,5

270

Масса, кг

225

275

Срок активного существования, год

1,5

5-7

Способ выведения (групповой)

"Циклон" по 3-6 КА

"Рокот" по 3 КА

Средства выведения на орбиту спутников системы:

а) «Русь» - групповой запуск по 9 спутников;

б) «Циклон» - групповой запуск по 6 спутников;

в) «Рокот» - групповой запуск по 3 спутника;

г) «Космос» - одиночный запуск.

Наземные терминалы

Так как низкоорбитальные спутники "Гонца" расположены гораздо ближе к Земле, чем геостационарные, то для обеспечения связи требуются меньшие энергетические характеристики. Это позволяет использовать портативные, дешевые наземные терминалы не сложнее обычных полицейских радиостанций подвижной связи. Терминалы могут питаться от солнечных и аккумуляторных батарей и не требуют квалифицированного обслуживания.

Наземные терминалы "Гонца" обеспечивают прямой доступ к спутниковым каналам, т.е. непосредственно общаются со спутниками, находящимися в зоне радиовидимости. Связь со спутником устанавливается автоматически без участия оператора. Наземные терминалы имеют ряд модификаций, спроектированных на общих принципах. Это портативные, переносные устройства, обладающие всеми качествами современных устройств передачи сообщений.

Абонентское оборудование (терминалы) различных модификаций:

Переносной терминал. Портативный терминал универсального применения, работающий с ПК или внешней клавиатурой с дисплеем (рис.4). Обеспечивает передачу данных со скоростью до 9,6 Кбит/с, в том числе обмен факсимильными сообщениями со скоростью 2,4 Кбит/с.

Приемный терминал. Спутниковый буквенно-цифровой пейджер с штыревой антенной и дисплеем. Объем передаваемых цифровых и буквенно-цифровых пейджинговых сообщений - до 125 знаков (1 Кбит).

Стационарный терминал. Устанавливается непосредственно у персонального или коллективного пользователя и может быть подключен к локальной сети типа Ethernet. Тип антенны - турникетная или плоская. В комплект входит антенный кабель с элементами крепления для установки снаружи помещения. Электропитание - от сети 220 В, 50 Гц.

Мобильный терминал. Терминал с устройством определения местоположения, предназначенный для установки на автомобили и другие подвижные объекты. Электропитание - от аккумуляторной батареи напряжением 12 В. Работает в обслуживаемом и необслуживаемом режимах.

Автономный терминал. Приемопередатчик, предназначенный для установки в неотапливаемые контейнеры, на нефте- и газопроводах, пунктах контроля экологической обстановки. Программирование режимов работы автономного терминала и ввод/вывод данных от датчиковых средств осуществляется через последовательный порт RS-232C.

Таблица 4

Основные характеристики абонентских средств

Название

Значение

Чувствительность приемного устройства, мкВ

0,3

Мощность передатчика, Вт

10

Точность определения местоположения подвижного
объекта по системе GPS/ГЛОНАСС, м

100

Вид модуляции

ФМ-2, СОФМ-4, GMSK

Электропитание от сети, В

220 или ВИП 12

Масса, г

до 700

Рисунок 4 Переносной абонентский терминал "Гонец"

Автономный абонентский терминал "Гонец"

Модификации наземных терминалов отличаются предоставляемыми услугами: двусторонний обмен сообщениями, определение местоположения подвижного объекта и доставка информации в центр, прием циркулярных сообщений, передача информации с датчиков контроля, персональный вызов, радиотелефон, а также местом установки: стационарные помещения, носимые или переносимые, подвижные объекты, необслуживаемые датчики контроля.

Рисунок 5 Автономный абонентский терминал "Гонец"

Региональные станции

Региональные станции устанавливаются в стационарных помещениях и обеспечивают решение следующих задач:

а) организация связи системы "Гонец" внутри региона;

б) подключение системы "Гонец" к сетям общего пользования и обеспечение коммуникаций между системой "Гонец" и другими системами;

в) сервисное обслуживание пользователей и представление счетов за предоставленные услуги клиентам.

Центр управления системой

Центр управления системой решает задачи управления орбитальной группировкой спутников, включая:

а) планирование и координацию работ по развертыванию орбитальной группировки;

б) прием и анализ телеметрической информации;

в) формирование и передачу командно-программной информации для управления спутниками;

г) проведение траекторных измерений и определение параметров орбиты спутников.

Центр управления полетами

Центр управления полетами занимается управлением системой связи, включая:

а) распределение ресурсов системы (пропускной способности) между различными потребителями;

б) координацию и планирование работы региональных станций, в том числе передачу им необходимой технологической информации;

в) проверку работоспособности элементов системы связи и выдачу разрешения на ввод их в эксплуатацию.

Таблица 5

Технические характеристики

Название

2005 г.

2010 г. (план)

2015 г. (план)

Орбитальная группировка

Число спутников

9 (2 плоскости по 3 и 6 КА)

12 (4 плоскости по 3 КА)

24 (4 плоскости по 6 КА)

Максимальное/среднее время ожидания сеанса связи, ч

2,5/1,5

0,3/0,6

0

Скорость передачи информации, Кбит/с

2,4

2,4; 4,8; 9,6

2,4-64

Диапазон частот, МГц

200/300

200/300, 300/400

200/300, 300/400

Вероятность ошибки на символ

<10-4

< 10-6

<10-6

Кодирование

Блочное

Сверточное (к =7,

r =3/4)

Сверточное(к =7,

r =3/4)

Протокол доступа

МДВР

S-ALOHA

S-ALOHA

Пропуская способность системы, Мбит/сут.

102

103

104

Количество пользователей, тыс.

4

100

1500

Точность определения местоположения, м

100 (GPS)

100(GPS/Глонасс), 1000 (автономным режим)

100(GPS/Глонасс),
1000 (автономный режим)

2. Перспективы низкоорбитальной спутниковой связи в России

Перспективным направлением сегодня остается переход к более широкому использованию низкоорбитальных КА, объединенных в многоспутниковую систему, которая за счет охвата земной поверхности зонами видимости большого количества КА, выбора наклонения их орбит и возможности использования межспутниковых каналов обеспечивает глобальность, оперативность и устойчивость связи.

Говоря о перспективах подвижной персональной спутниковой связи в России, необходимо учитывать доминирующее положение сотовых сетей с точки зрения зон покрытия в промышленно развитых регионах и предлагаемых более экономичных решений в сфере мониторинга состояния и местоположения стационарных и подвижных объектов. В этих условиях низкоорбитальная спутниковая связь должна представить конкурентоспособное предложение или пойти по пути эффективного дополнения и расширения возможностей сотовой связи за пределами ее зон покрытия, где создание инфраструктуры других видов связи по экономическим либо технологическим причинам нецелесообразно.

Вместе с тем, конкуренция со стороны геостационарных систем, реализующих функцию подвижной связи, также должна привести операторов низкоорбитальных систем к необходимости поиска путей более радикального снижения стоимости абонентских терминалов и тарифов на аналогичные услуги, предоставляемые геостационарными системами и сотовыми операторами.

По результатам исследований, проведенных ESA (Европейским космическим агентством), большинство компаний по перевозке грузов считают, что их потребности в услугах спутниковой связи будут постоянно возрастать, и что существующие системы связи не отвечают их требованиям. От средств связи требуется минимальный функционал - сбор и передача по спутниковым каналам информации о местоположении объектов и данных от датчиков, измеряющих температуру, давление, уровень жидкости в цистернах и других параметров. С учетом необходимости обеспечения непрерывного канала связи на протяжении нескольких тысяч километров, например, по контролю контейнерных перевозок из Китая, Японии до Москвы и Хельсинки, наиболее экономичное решение может быть предложено именно операторами низкоскоростных систем передачи данных на базе низкоорбитальных спутниковых группировок.

Транспортировка морским и речным транспортом опасных грузов, в первую очередь химических материалов и нефтепродуктов, безусловно, несет большую опасность. Контроль состояния перевозимых грузов для них имеет первостепенное значение. Для малых плавсредств (рыболовецких судов, прогулочных яхт и др.) также требуются услуги по определению местоположения и обеспечению связи с береговыми службами. Крупным потребителем услуг низкоорбитальных систем в России могут стать суда рыболовного флота. Таких судов насчитывается более 20 тысяч. Принимая во внимание потребности потенциальных пользователей, в ближайшие годы в России можно ожидать появления от 500 тыс. до 2 млн абонентов низкоорбитальных спутниковых систем подвижной персональной связи.

Проведенные научно-исследовательскими и проектными институтами Минсвязи РФ исследования и конкретные проектные разработки позволили Правительству Российской Федерации принять принципиальное решение о возможности и условиях использования зарубежных ГП ПСС на телекоммуникационном рынке России (Постановление Правительства РФ от 16.02.99 г. № 22), а также поддержать проекты создания и развития российских региональных систем подвижной спутниковой связи (Решение ГКЭС от 25.10.2000г. № 13). Сейчас, когда Россия стала активным участником внедрения услуг глобальной подвижной спутниковой связи, существенно дополняющих российский телекоммуникационный рынок, особенно при реализации крупных инфраструктурных и транспортных проектов, настало время обратить более серьезное внимание на поддержку национальных и, возможно, совместных проектов по разработке и продвижению глобальных низкоорбитальных спутниковых технологий связи.

Заключение

Сегодняшнее состояние низкоорбитальных технологий спутниковой связи в России характеризуется постоянным интересом достаточно большого количества пользователей в корпоративном и государственном сегментах рынка, что объясняется наличием целого ряда преимуществ технического и экономического характера перед спутниковыми системами других классов. Одно из преимуществ - это возможность предоставления услуг персональной подвижной связи, включая радиотелефонный обмен, с использованием сравнительно дешевых малогабаритных спутниковых терминалов при невысокой цене связного трафика. Второе существенное преимущество - обеспечение бесперебойной связью с терминалами, размещенными в любой точке Земли, особенно при организации связи в регионах со слаборазвитой инфраструктурой связи и низкой плотностью населения. Третье преимущество - устойчивость связи и живучесть многоспутниковых низкоорбитальных систем. Наглядный тому пример - последствия череды ураганов в 2005 г. в США, когда при затопленных и обрушившихся ретрансляционных вышках сотовых операторов и опор линий электропередач единственным средством персональной связи оказались телефоны Indium и Globalstar.

При использовании геостационарной орбиты обслуживаемая территория ограничивается 65 - 70 град. с. ш. и ю. ш. из-за низких углов радиовидимости КА земными станциями, что в ряде случаев неприемлемо для стран с северным или южным расположением территории (в Российской Федерации, например, под это ограничение подпадает 1/3 территории). Системы на базе геостационарных КА весьма удобны для организации региональной связи, прежде всего для стран с территорией, охватываемой зоной радиовидимости одного КА. Для региональной связи оптимальны также космические группировки на высокоэллиптических орбитах, однако и они, в зависимости от их вида, имеют определенные ограничения.

...

Подобные документы

  • Принципы построения территориальной системы связи. Анализ способов организации спутниковой связи. Основные требования к абонентскому терминалу спутниковой связи. Определение технических характеристик модулятора. Основные виды манипулированных сигналов.

    дипломная работа [3,1 M], добавлен 28.09.2012

  • Передача цифровых данных по спутниковому каналу связи. Принципы построения спутниковых систем связи. Применение спутниковой ретрансляции для телевизионного вещания. Обзор системы множественного доступа. Схема цифрового тракта преобразования ТВ сигнала.

    реферат [2,7 M], добавлен 23.10.2013

  • История развития спутниковой связи. Абонентские VSAT терминалы. Орбиты спутниковых ретрансляторов. Расчет затрат по запуску спутника и установке необходимого оборудования. Центральная управляющая станция. Глобальная спутниковая система связи Globalstar.

    курсовая работа [189,0 K], добавлен 23.03.2015

  • Вопросы построения межгосударственной корпоративной системы спутниковой связи и ее показатели. Разработка сети связи от Алматы до прямых международных каналов связи через Лондон. Параметры спутниковой линии, радиорелейной линии, зоны обслуживания IRT.

    дипломная работа [2,7 M], добавлен 22.02.2008

  • Изучение методов сигналов в спутниковой системе связи. Определение зоны обслуживания КС с построением на карте местности, расчет параметров передающей антенны, максимально возможного количества несущих, передаваемых в одном стволе ретранслятора ССС.

    курсовая работа [6,1 M], добавлен 31.05.2010

  • Обмен радиовещательных и телевизионных программ. Размещение наземных ретрансляторов. Идея размещения ретранслятора на космическом аппарате. Особенности системы спутниковой связи (ССС), ее преимущества и ограничения. Космический и наземный сегменты.

    реферат [29,1 K], добавлен 29.12.2010

  • Общие сведения о системах персональной спутниковой связи. Ознакомление с развитием российской государственной спутниковой группировки и программой запусков космических аппаратов. Характеристики космических и земных станций передачи и приема сигналов.

    презентация [2,2 M], добавлен 16.03.2014

  • Особенности построения спутниковой линии связи, методы коммутации и передачи данных. Описание и технические параметры космических аппаратов, их расположение на геостационарных орбитах. Расчет энергетического баланса информационного спутникового канала.

    дипломная работа [2,8 M], добавлен 04.10.2013

  • Расчет пролёта радиорелейной линии. Выбор оптимальных высот подвеса антенн. Ухудшения связи, вызванные дождем и субрефракцией радиоволн. Энергетический расчет линии "вниз" и "вверх" для спутниковой системы связи. Коэффициент усиления антенны приемника.

    курсовая работа [801,4 K], добавлен 28.04.2015

  • Характеристика систем спутниковой связи. Принципы квадратурной амплитудной модуляции. Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ. Исследование помехоустойчивости приема сигналов 16-КАМ. Применение визуального симулятора AWR VSS.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.12.2014

  • Устройство и параметры фидерных трактов антенных систем. Понятие о режимах работы ФЛ. Назначение и требования, предъявляемые к фидерным трактам антенных систем. Режимы работы и характеристики фидерных линий. Применение направляющих систем различных типов.

    презентация [277,5 K], добавлен 08.03.2011

  • Развитие средств связи. Абоненты, операторы пейджинговой связи. Рынок пейджинга в России. Анализ предоставляемых услуг. Дополнительные функции СПРВ. Международная система подвижной спутниковой связи. Распространение услуг автоматического роуминга.

    контрольная работа [20,4 K], добавлен 27.10.2008

  • Разработка модели чрезвычайной ситуации. Организация связи с оперативной группой и группой ликвидации для осуществления аварийно-спасательных работ. Выбор спутниковой связи, ее преимущества и недостатки. Пропускная способность канала связи с помехами.

    курсовая работа [294,1 K], добавлен 04.12.2009

  • Принципы работы спутниковой зеркальной антенны. Достоинства прямофокусного принимающего прибора. Офсетное устройство как наиболее распространенное в сфере приема спутникового телевидения. Тороидальная параболическая антенна. Спутники, орбиты и диапазоны.

    реферат [228,2 K], добавлен 19.12.2012

  • Анализ известных протоколов множественного доступа в сетях спутниковой связи, особенности передачи речевой информации. Разработка схем спутникового ретранслятора пакетов и блока быстрой коммутации для системы космической связи военного назначения.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.12.2011

  • Связь как отрасль хозяйства, обеспечивающая прием и передачу информации. Особенности и устройство телефонной связи. Услуги спутниковой связи. Сотовая связь как один из видов мобильной радиосвязи. Передача сигнала и соединение с помощью базовой станции.

    презентация [1,1 M], добавлен 22.05.2012

  • Преимущества спутниковой навигационной системы. Развитие радионавигации в США, России. Опробование основной идеи GPS. Сегодняшнее состояние NAVSTAR GPS. Навигационные задачи и методы их решения. Система глобального позиционирования NAVSTAR и ГЛОНАСС.

    реферат [619,3 K], добавлен 18.04.2013

  • Расчет напряженности поля земной радиоволны вертикальной поляризации для заданной дальности радиосвязи на двух типах однородной земной поверхности. Расчет напряженности поля на линии связи ионосферной волной. Уровень сигнала на спутниковой радиолинии.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.04.2014

  • Принципы определения граничных частот многоканального сигнала для заданных параметров. Особенности оценки линейного спектра сигнала спутниковой связи. Анализ уровня сигнала на входе приемника. Мощность тепловых шумов на выходе телефонной коммутации.

    контрольная работа [106,6 K], добавлен 28.12.2014

  • Принципы расчета и построения систем беспроводной связи. Особенности распространения и затухания сигналов в системах радиосвязи с радиальной структурой. Определение максимального расстояния уверенного приема и посредственного, неуверенного приема.

    курсовая работа [255,8 K], добавлен 08.10.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.