Цифровые ССПС стандарта GSM. 5 страница

Рис.7.1 ИСЗ на геостационарной орбите.

Примечания.

Н/п - неприменимо,

* здесь и далее в скобках указаны год начала реализации проекта и число участвующих в нем стран.

Средневысотные. Спутники на средневысотных орбитах первыми начали разрабатывать компании, традиционно выпускающие геостационарные КА. Средневысотные системы обеспечивают более качественные характеристики обслуживания подвижных абонентов, чем геостационарные, поскольку в поле зрения абонента одновременно находится большое число КА. За счет этого появляется возможность увеличить минимальные углы видимости КА до 25^о — 300^о.

Например, радиовидимость двух спутников в системе ICO обеспечивается в течение 95% суточного времени, причем хотя бы один из ее КА виден под углом более 300^о. А это, в свою очередь, позволяет снизить дополнительный энергетический запас радиолинии, необходимый для компенсации потерь на распространение в ближней зоне (при наличии в ней деревьев, зданий и других преград).

Однако при выборе местоположения негеостационарной орбитальной группировки (ОГ) необходимо учитывать природные ограничения — это пространственные пояса заряженных частиц, захваченных магнитным полем Земли, так называемые радиационные пояса Ван-Аллена (рис.7.2). Первый устойчивый пояс высокой радиации начинается примерно на высоте 1,5 тыс. км и простирается до нескольких тысяч километров, его "размах" составляет примерно 300 км по обе стороны от экватора. Второй пояс столь же высокой интенсивности (10 тыс. имп./с) располагается на высотах от 13 до 19 тыс. км, охватывая около 500 км по обе стороны от экватора.

Рис.7.2 Уровни радиации в зонах Ван-Аллена: GN - географический север; MN - магнитный север; - относительное расстояние, где Rз (радиус Земли) = 6371 км, R - высота

Трасса средневысотных спутников проходит между первым и вторым поясами Ван-Аллена, т. е. на высоте от 5 до 15 тыс. км. Зона обслуживания каждого КА существенно меньше, чем геостационарного, поэтому для глобального охвата с однократным покрытием наиболее населенных районов Земного шара и судоходных акваторий необходимо создать ОГ из 8—12 спутников. Суммарная задержка сигнала при связи через средневысотные спутники составляет не более 130 мс, что позволяет использовать их для радиотелефонной связи.

Таким образом, средневысотные спутники выигрывают у геостационарных по энергетическим показателям, но проигрывают им по продолжительности пребывания КА в зоне радиовидимости наземных станций (1,5—2 ч).

Вместе с тем, орбитальный ресурс средневысотных КА лишь незначительно меньше, чем у геостационарных. Период обращения спутника вокруг Земли для средневысотных круговых орбит составляет около 6 ч (при высоте 10 350 км), из которых в тени Земли КА находится лишь несколько минут. Это позволяет значительно упростить технологические решения, используемые в бортовой системе электропитания, и, в конечном счете, довести срок службы КА до 12—15 лет.

Системы со средневысотными КА обеспечивают лучшие, чем GEO-КА, характеристики обслуживания абонентов благодаря следующим особенностям. Они имеют большие углы радиовидимости, в зоне радиовидимости находится большее число спутников, а задержка при проведении сеансов связи составляет максимум 130 мс.

Структура систем на средневысотных орбитах (ICO, Spaceway NGSO, "Ростелесат") различается незначительно. Во всех этих системах орбитальная группировка создается примерно на одной и той же высоте (10 352—10 355 км) со сходными параметрами орбит (табл.7.1).

Низкие круговые. В зависимости от величины наклонения плоскости орбиты относительно плоскости экватора различают низкие экваториальные (наклонение 0^о), полярные (наклонение 90^о) и наклонные орбиты. Системы с низкими наклонными и полярными орбитами существуют уже около 30 лет и применяются в основном для научно-исследовательских целей, дистанционного зондирования, навигации, метеорологических наблюдений, фотографирования поверхности Земли. Для организации мобильной и персональной связи эти системы стали использоваться только в последние 5 —7 лет. Сегодня наиболее интенсивно осваиваются низкие наклонные и полярные орбиты высотой 700—1500 км, а также экваториальные высотой 2 тыс. км.

Спутники на низких орбитах обладают значительными преимуществами перед другими КА по энергетическим характеристикам, но проигрывают им в продолжительности сеансов связи и времени активного существования КА. Если период обращения спутника составляет 100 мин, то в среднем 30% времени он находится на теневой стороне Земли. Аккумуляторные бортовые батареи испытывают приблизительно 5 тыс. циклов зарядки/разрядки в год, вследствие чего срок их службы, как правило, не превышает 5—8 лет.

Выбор диапазона высот от 700 до 2 тыс. км для низкоорбитальных систем неслучаен. С одной стороны, на орбитах высотой менее 700 км плотность атмосферы относительно высока, что вызывает колебания эксцентриситета и деградацию орбиты (постепенное снижение высоты апогея). Кроме того, уменьшение высоты орбиты приводит к увеличению числа штатных маневров для сохранения заданной орбиты, а следовательно, к повышению расхода топлива.

С другой стороны, на орбитах выше 1,5 тыс. км, где располагается первый радиационный пояс Ван-Аллена, длительная работа электронной бортовой аппаратуры практически невозможна, если не использовать специальных методов защиты от радиационного излучения. Применение же этих методов ведет к существенному усложнению бортовой аппаратуры и увеличению массы КА.

Однако чем меньше высота орбиты, тем меньше мгновенная зона обслуживания, а следовательно, для глобального охвата требуется значительно большее количество спутников. Если низкоорбитальная система должна обеспечить глобальную связь с непрерывным обслуживанием, то необходимо, чтобы в орбитальную группировку входило не менее 48 КА. Период обращения спутника на этих орбитах составляет от 90 мин до 2 ч, а максимальное время пребывания КА в зоне радиовидимости не превышает 10—15 мин (таб.7.1).

Эллиптические. Основными параметрами, характеризующими тип эллиптической орбиты, являются период обращения спутника вокруг Земли и эксцентриситет (показатель эллиптичности орбиты) (рис.7.3).

Рис.7.3 ИСЗ на эллиптической орбите.

В настоящее время используются несколько типов эллиптических орбит с большим эксцентриситетом — Borealis, Archi-medes, "Молния", "Тундра" (таб.7 3). Все указанные орбиты являются синхронными, т.е. спутник, выведенный на такую орбиту, вращается со скоростью Земли и имеет период обращения, кратный времени суток.

Таб.7.3 Типы эллиптических орбит и их основные параметры

Для спутников на эллиптической орбите характерно то, что их скорость в апогее значительно меньше, чем в перигее. Следовательно, КА будет находиться в зоне видимости определенного региона в течение более длительного времени, чем спутник, орбита которого является круговой.

Так, выведенный на орбиту КА "Молния" (апогей 40 тыс. км, перигей 460 км, наклонение 63,5^о) обеспечивает сеансы связи продолжительностью 8—10 ч, причем система всего из трех спутников поддерживает глобальную круглосуточную связь.

Эллиптические орбиты с более низким апогеем, например Borealis (апогей 7840 км, перигей 520 км) или Archimedes (апогей 26 737 км, перигей 1000 км), предназначены для обеспечения региональной связи.

КА с более низким апогеем выигрывают у спутников на высокоэллиптических орбитах по энергетическим характеристикам, проигрывая им в продолжительности сеансов. Для обеспечения непрерывной круглосуточной связи с использованием синхронно-солнечных орбит Borealis потребуется не менее 8 КА (расположенных в двух орбитальных плоскостях по четыре спутника в каждой плоскости). Они позволят обслуживать абонентов при углах радиовидимости КА не менее 25^о.

Системы с КА на эллиптических орбитах также не лишены "природных" ограничений. Постоянство местоположения КА на эллиптической орбите обеспечивается только при двух значениях наклонения плоскости орбиты к экватору — 63,4^о и 116,6^о. Это объясняется воздействием неоднородностей гравитационного поля Земли, из-за которого большая ось эллиптической орбиты испытывает вращательный момент, что приводит к колебаниям широты подспутниковой точки в апогее. Другой фактор, влияющий на выбор параметров эллиптических орбит, связан с необходимостью учитывать опасные воздействия радиационных поясов Ван-Аллена, которые неизбежно пересекает КА во время своего движения по орбите.

Службы спутниковой связи. Следует отметить, что деление на службы связи, введенное Регламентом Радиосвязи, уже не соответствует реальной структуре современных ССС. Процесс персонализации (т. е. максимального приближения средств связи к конечному пользователю) привел к тому, что границы между традиционными службами ФСС и ПСС или ФСС и РСС постепенно начали стираться. Например, персональные наземные станции удаленных пользователей, работающие в Ku- или Ka-диапазонах, формально относятся к классу ФСС (работа в полосах частот, выделенных для ФСС), но по своему назначению и выполняемым функциям они ближе всего к ПСС. Поэтому следует отдельно рассматривать системы, предоставляющие услуги персональной и широкополосной связи. ОТСЮДА

Фиксированная. Системы ФСС предназначены для обеспечения связи между стационарными пользователями. Первоначально они разворачивались исключительно для организации магистралей большой протяженности и региональной (зоновой) связи. Такие системы на базе терминалов типа VSAT используются в сетях электронной коммерции, обмена банковской информацией, оптовых баз, торговых складов и др. Кроме того, в системах ФСС все чаще применяется оборудование персональной связи и интерактивного обмена информацией (в том числе через Internet). Для систем ФСС выделены следующие диапазоны частот: C (4/6 ГГц), Ku (11/14 ГГц) и Ka (20/30 ГГц).

К разряду ФСС относят также связь по фидерным линиям, которые формируют высокоскоростные каналы между наземными станциями (центральными, сопряжения и др.). Эти каналы работают в тех же диапазонах частот.

Услуги ФСС предоставляют пять крупных международных организаций и около 50 региональных и национальных компаний. К наиболее значительным коммерческим системам фиксированной связи относятся Intelsat, Intersputnik, Eutelsat, Arabsat и AsiaSat. Среди них бесспорным лидером является международная система Intelsat, орбитальная группировка которой охватывает четыре основных региона обслуживания — Атлантический (AOR), Индийский (IOR), Азиатско-Тихоокеанский (ATR) и Тихоокеанский (POR). За 30 лет существования системы Intelsat создано 8 поколений спутников, из которых каждое последующее существенно превосходит предыдущее.

В настоящее время услуги Intelsat обеспечивают спутники четырех последних поколений (серий Intelsat-5, -6, -7/7A, -8). Пропускная способность этих КА составляет от 12 до 35 тыс. телефонных каналов, т. е. через 25 спутников системы Intelsat передаются примерно 2/3 международного телефонного трафика. Наземный сегмент включает в себя около 800 крупных станций, размещенных в 170 странах мира.

Международная организация Intersputnik в настоящее время использует российский космический сегмент (он состоит из КА типа "Горизонт" и "Экспресс"), арендуя около 30 ретрансляторов на 8 КА. В 1999 г. запущен КА нового поколения (LMI — Lockheed Martin Intersputnik) для обслуживание Евро-Азиатского региона (75^о в.д.), Америки (83^о з.д.), Евро-Африканского (3^о в.д.) и Азиатско-Тихоокеанского (130^о в.д.) регионов (в скобках приведены точки стояния КА).

Серьезную конкуренцию системам Intelsat и Intersputnik составляют международные коммерческие спутниковые системы PanAmSat и Orion, которые обеспечивает непрерывное покрытие основных регионов Земного шара. К наиболее крупным региональным системам относятся Eutelsat (Европа и Северная Африка), Apstar, Asiasat, Optus, Palapa (Aзиатско-Тихоокенский регион) и Arabsat (Арабские страны).

Подвижная. Системы ПСС появились около 30 лет назад (первая глобальная система мобильной радиотелефонной связи и геостационарный КА Marisat разработаны компанией Comsat в середине 70-х гг.), т. е. значительно позднее, чем системы ФСС. Причиной тому были низкая энерговооруженность подвижных объектов и более сложные условия их эксплуатации (влияние рельефа местности, ограничения по размерам антенн и др.).

Обычные стационарные наземные станции обеспечивают устойчивую связь при рабочих углах радиовидимости даже 5^о, а надежную связь для подвижных абонентов можно гарантировать лишь при значительно более высоких значениях. Большие углы радиовидимости КА позволяют снизить энергетический запас радиолинии, предназначенный для компенсации потерь, которые обуславливаются замиранием при распространении радиоволн в ближней зоне со сложным рельефом местности.

Первоначально мобильные наземные станции разрабатывались как системы специального назначения (морские, воздушные, автомобильные и железнодорожные) и были ориентированы на ограниченное число пользователей. Мобильные ССС первого поколения строились с использованием геостационарных КА с прямыми (прозрачными) ретрансляторами и имели низкую пропускную способность. Для передачи информации применялись аналоговые методы модуляции.

Подсистемы ПСС создавались в основном для сетей, имеющих радиальную или радиально-узловую структуру с большими центральной и базовыми станциями, которые обеспечивали работу с подвижными наземными станциями. Потоки в сетях с предоставлением каналов по требованию были невелики, поэтому в них применялись преимущественно одно- или малоканальные наземные станции. Обычно такие сети предназначались для создания ведомственных и корпоративных сетей связи с удаленными и подвижными объектами (судами, самолетами, автомобилями и т. д.), для организации связи в государственных структурах, в районах бедствия и при чрезвычайных ситуациях. Качественный скачок в развитии ПСС произошел не только в связи с внедрением цифровых методов передачи речи и данных (как это принято обычно считать), но и благодаря появлению первых проектов спутниковых систем на базе КА на негеостационарных орбитах (низких круговых и средневысотных). Орбиты таких спутников близки к поверхности Земли, что дает возможность использовать вместо традиционных наземных станций дешевые малогабаритные терминалы и небольшие антенны. Применение низко- и среднеорбитальных группировок не только позволяет решить проблему перегруженности геостационарных орбит, но и существенно расширяет сферу телекоммуникационных услуг спутниковых сетей, обеспечивая пользователей глобальной персональной связью с помощью терминала "телефонная трубка".

Сейчас в мире насчитывается более 30 национальных и международных (региональных и глобальных) проектов, использующих КА на низких орбитах. Наиболее известны Globalstar, Iridium, Orbcomm (США), а также российские "Гонец" и "Сигнал".

Однако переход на низкоорбитальные системы нельзя считать генеральной тенденцией развития мобильной спутниковой связи. Столь же важным фактором в эволюции соответствующих систем станет освоение средних высот. И здесь особо интересны системы связи на средних (ICO) и эллиптических (Ellipso) орбитах. Правда, несмотря на все достоинства последних, традиционные системы, использующие КА на геостационарных орбитах, не собираются сдавать свои позиции, о чем говорят последние разработки, например для Inmarsat и Intelsat.

Отличительными особенностями систем ПСС второго поколения являются:

•применение цифровых технологий для передачи речи и данных, повышения качества и надежности связи, расширения спектра услуг;

•интеграция с традиционными наземными системами подвижной связи (в первую очередь — с цифровыми сотовыми);

•совместимость и взаимодействие сетей подвижной спутниковой радиосвязи с телефонной сетью общего пользования (ТфОП) на любом иерархическом уровне (местном, внутризоновом, междугороднем);

•многообразие типов абонентских терминалов различных категорий — стационарные, портативные, мобильные, необслуживаемые, приемные и т. д.

Регламентом радиосвязи для систем ПСС выделены диапазоны частот до 1 ГГц, а также полосы частот в диапазонах L (1,5/1,6 ГГц) и S (1,9/2,2 и 2,4/ 2,5 ГГц). В перспективе разработчики систем ПСС намерены использовать более высокочастотные диапазоны Ka (20/30 ГГц) и EHF (40—50 ГГц).

В настоящее время сохраняется деление систем ПСС по видам передаваемой информации на сети радиотелефонной связи (Inmarsat-A, -B и -M, AMSC, MSAT, Optus, AceS) и системы передачи данных (Inmarsat-C, Omnitracs, Euteltracs, Prodat).

Изо всех систем ПСС наиболее мощная орбитальная группировка принадлежит международной системе Inmarsat, которая охватывает четыре региона — Атлантический восточный (AOR-E), Атлантический западный (AOR-W), Индийский (IOR) и Тихоокеанский (POR). Каждый из них обслуживается одним действующим КА и имеет по 1 —2 резервных спутника. Сеть Inmarsat обеспечивает покрытие практически всей поверхности Земли, за исключением приполярных районов.

На первых этапах создания Inmarsat связь организовывалась через арендуемые у других организаций спутники Маrisat, Marecs и Intelsat-5MSC. Сейчас орбитальная группировка Inmarsat состоит из шести спутников Inmarsat (четыре КА типа Inmarsat-2, два — типа Inmarsat-3) и нескольких спутников старого поколения (типа Маrisat и Intelsat-5MCS).

Определенную конкуренцию Inmarsat составляют системы радиотелефонной связи AMSC и MSAT (предоставляют свои услуги в Северо-Американском регионе), ACeS и Optus (Азиатско-Тихоокеанский регион).

Особое место в системах передачи данных занимают сети на базе спутников, называемых little LEO, которые предназначены для передачи данных со скоростью от 1,2 до 9,6 кбит/с. Их отличительными особенностями являются используемый диапазон частот (до 1 ГГц) и легкие КА (50—250 кг). Кроме того, к бортовой аппаратуре little LEO не предъявляются жесткие требования по времени доставки сообщений.

Чтобы осуществить передачу данных, достаточно одного спутника с электронным "почтовым ящиком" на борту. С каждым следующим витком он будет появляться над новым районом Земного шара, обеспечивая глобальное покрытие. Однако качество такого обслуживания будет определяться количеством КА в системе: для передачи данных в режиме электронной почты необходимы от 6 до 48 КА.

Системы этого класса имеют следующие особенности:

• данные передаются в пакетном режиме (короткие сообщения) с предоставлением каналов по требованию или в режиме группового опроса;

• возможно применение легких и портативных терминалов с ненаправленными антеннами;

• возможен групповой вывод КА на орбиту за счет их малого веса;

• низкие тарифы по сравнению с другими системами передачи данных.

Системы группы little LEO ориентированы на глобальный мониторинг перевозки грузов со сквозным контролем от пункта загрузки до пункта назначения. Они могут определять географические координаты подвижных объектов (долгота, широта, универсальное время, UTC), осуществлять сбор данных об окружающей среде, а также обеспечивать связь с подвижными объектами (судно, автомобиль, вагон, самолет), в том числе двусторонний обмен данными.

В настоящее время развернуты орбитальные группировки двух таких систем — Orbcomm (США) и "Гонец-Д1" (Россия).

Радиовещательная спутниковая служба предназначена для приема телевизионных и радиовещательных программ и является главной службой систем непосредственного телевизионного вещания (НТВ), спутникового телевизионного вещания и спутникового непосредственного радиовещания.

В настоящее время все системы телерадиовещания строятся на базе спутников на геостационарной орбите. В этой области телекоммуникаций, где основное требование к системе — сплошное покрытие обслуживаемых территорий, преимущества ССС перед другими средствами связи проявляются в наибольшей степени.

Одним из важных направлений развития телерадиовещания является интерактивное телевидение, которое позволяет удовлетворить индивидуальные запросы пользователей путем трансляции по спутниковым каналам заказных телепрограмм, а также предоставления возможностей интерактивного обмена в процессе телепередач. В таком случае пользователь из пассивного потребителя вещательной информации превращается в активного участника программы.

Еще одно перспективное направление — прямое спутниковое вещание на компьютеры (служба Direct PC), позволяющее передавать по радиоканалам телевизионные изображения со скоростью до 30 Мбит/с и информацию Internet со скоростью до 400 кбит/с.

Персональная и широкополосная связь обеспечивается многими ССС — как геостационарными (таб. 7.4), так и с КА на более близких орбитах (таб.7.5).

Таб.7.4 Системы высокоскоростной передачи данных с КА на геостационарной орбите

Системы big LEO ориентированы на предоставление персональной радиотелефонной и пейджинговой связи в глобальном масштабе. Общей тенденцией развития таких систем является объединение в общую сеть радиотелефонных спутниковых и сотовых сетей различных стандартов (GSM, AMPS, CDMA и др.), а также предоставление максимально возможного набора услуг (передача данных, телексов, факсимильных коротких сообщений, определение местоположения и пр.).

Таб. 7.5 MEO- и LEO-системы радиотелефонной и широкополосной связи (диапазон частот выше 1 ГГц)

Обслуживание абонентов этих сетей осуществляется в масштабе реального времени, что достигается за счет применения корректируемых орбитальных группировок из 48 - 66 спутников. Для связи с абонентами используются L- и S-диапазоны частот. Масса спутников составляет 300 - 700 кг. Реальная пропускная способность стволов КА, как правило, не превышает 1200 эквивалентных телефонных каналов на КА (пропускная способность эквивалентного телефонного канала — 2,4 кбит/с). К системам big LEO относятся сети Iridium и Globalstar.

Системы с КА на средневысотных орбитах (MEO) являются одним из основных конкурентов сетей класса big LEO. Они ориентированы на один и тот же рынок услуг — глобальную радиотелефонную и пейджинговую связь. Однако если для обеспечения глобальной связи в системах big LEO без межспутниковых линий требуются 150 - 210 наземных станций сопряжения (Globalstar), то в системах MEO достаточно 10 – 12 станций. Пропускная способность систем данного класса эквивалентна 3 - 4,5 тыс. телефонных каналов со скоростью передачи 2,4 кбит/с, что выше, чем в известных низкоорбитальных системах.

Системы широкополосной связи, использующие LEO-, MEO- и GEO-орбиты, предназначены для передачи высококачественной речи, высокоскоростных потоков данных, мультимедийной информации, для доступа в Internet, а также предоставления других видов услуг, пока недоступных абонентам систем ПСС.

Принято считать, что главная услуга широкополосных сетей - обмен данными в интерактивном режиме. По прогнозам, через 10 - 15 лет рынок средств широкополосной связи будет столь же масштабным, что и существующий рынок средств узкополосной связи. Более того, судя по анонсированным характеристикам намеченных к внедрению ССС, они смогут удовлетворить 20 - 30% потребностей этого рынка. Однако реально действующие ССС не обладают пропускной способностью, которая может обеспечить хотя бы минимальные потребности рынка.

Для систем широкополосной связи наиболее характерны два вида обслуживания — персональная связь и организация широкополосных магистралей в сетях различного назначения (в том числе транкинговых или сотовых). Первый тип услуг обеспечивает связь в режиме реального времени с предоставлением каналов по требованию (bandwidth-on-demand) и скоростью передачи информации до 2 - 10 Мбит/с.

Ко второму виду услуг относится передача высокоскоростных потоков информации (155,52 Мбит/с), характерных для сетей синхронной цифровой иерархии (SDN). Конечно, речь идет не о замене волоконно-оптических каналов, а лишь о расширении их возможностей для связи с удаленными пользователями или для разрешения проблемы "последней мили", особенно в труднодоступных районах. Высокоскоростную передачу данных предполагается реализовать в системах, использующих КА как на геостационарной орбите, так и на средневысотных.

Многостанционый доступ в спутниковых системах связи

Многостанционный доступ, это одновременная работа большого числа земных станций через один спутниковый ретранслятор. Он позволяет создать сеть связи, в которой можно организовать как магистральную сеть связи, так и систему связи каждый с каждым. В магистральной сети возможна как одно, так и многоканальная система связи с центром. В общем случае эта задача аналогичная решению задачи в сети ТЛФ связи, т.е. абонент имеет свободный и практически независимый доступ в сеть и с помощью набора номера управляет соединением.

Как и наземные сети, ССС используют различные виды доступа, которые можно разделить на три группы. Первые две - классические методы многостанционного доступа с частотным (FDMA) и временным (TDMA) разделением каналов. К третьей относятся методы, основанные на технологии кодового разделения каналов (CDMA).

Основные требования к системам многостанционного доступа:

1.Эффективное использование мощности ретранслятора.

2.Максимально возможное использование полосы частот ретранслятора.

3.Допустимый уровень переходных помех.

4.Гибкость системы с помощью управления сетью связи при перераспределении каналов и изменении трафика с учетом экономических факторов. Для обеспечения гибкости целесообразно обеспечить работу с незакрепленными каналами, т.е. такие, которые временно образуются по требованию абонента для соединения любых пар земных станций. Естественно, что это приводит к усложнению оборудования.

Возможно многоадресное и одноадресное построение группового сообщения. При многоадресном построении каждый из n земных станций передает в одном стволе все сообщения, предназначенные остальным n - 1 станциям. На приеме эти станции выделяют из группового сигнала "свои" сообщения. Такое построение требует наличие на каждой станции n - 1 комплекта приемного оборудования. При одноадресной системе передачи каждая станция занимает "свои" каналы в n - 1 стволах ретранслятора, предназначенных каждой определенной станции. На приеме все сигналы данной станции оказываются в одном стволе, что существенно уменьшает объем приемного оборудования. Однако при этом существенно усложняется передающее оборудование.

Возможно смешанное построение стволов. В этом случае на ретрансляторе происходит преобразование многоадресного построения в одноадресное.

В системах на базе геостационарных КА наиболее часто используется FDMA, при котором частотный спектр каждого канала разделен на участки определенной ширины. Для защиты от внутрисистемных помех между каналами предназначены интервалы, обеспечивающие разграничение частот соседних каналов с заданной точностью. Для сети с достаточно высокими энергетическими показателями линий связи применение FDMA позволяет создать наиболее простое абонентское оборудование с малым энергопотреблением.

Недостатком данного метода является низкая пропускная способность каналов связи. Кроме того, величина частотной неопределенности вследствие доплеровского сдвига, требует увеличивать защитный интервал, что ведет к значительным энергетическим потерям, особенно при использовании низкоорбитальных КА.

Mногостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA) применяется в системах Iridium, Orbcomm, ICO, "Гонец" и др. Высокая пропускная способность линии связи обеспечивается при сочетании метода TDMA с пространственным разделением каналов при разнесенном приеме, а современная техника позволяет одному КА формировать одновременно 100 и более узких лучей. Следует отметить, что проверенные временем технологии FDMA и TDMA гораздо проще реализовать в БРТК, чем CDMA, поэтому соответствующие ретрансляторы намного дешевле.

Такие преимущества технологии CDMA, как невысокая пиковая мощность абонентского оборудования и сравнительно низкие требования к динамике регулирования мощности передачи, делают ее особенно привлекательной для организации персональной подвижной радиосвязи c использованием терминалов типа "телефонная трубка". Одно из основных достоинств CDMA - возможность "мягкого" переключения при "передаче" абонента с одного спутника на другой. Метод CDMA пригоден и для обеспечения так называемого разнесенного приема (прием информации осуществляется через разные КА с последующим когерентным сложением или автоматическим выбором лучшего по качеству принимаемого сигнала), поддерживаемого, например, системой Globalstar.

Дата добавления: 2014-01-04