Система глобальной связи на основе низкоорбитальных ИСЗ Globalstar

Система Globalstar предназначена для персональной радиотелефонной связи и передачи данных, пейджинговой связи и определения местонахождения подвижных объектов.

Идеология построения системы Globalstar состоит в использовании методов сотовой связи с переносом в космическое пространство ретрансляторов базовых станций. При разработке этой системы в основном использовался опыт создания сотовых систем связи с кодовым разделением каналов (CDMA) фирмы Qualcomm. Запуск первых четырех КА осуществлен с помощью РН Delta 2 в начале 1998 г. Ввод в эксплуатацию системы на основе 24 спутников был намечен на конец 1998 года, а полное развертывание будет завершено к концу 1999 г.

В состав наземной сети управления Globalstar входят две основные подсистемы: центр управления сетью GOCC (Ground Operations Control Center) и центр управления и контроля орбитальной группировкой SOCC (Satellite Operations Control Center). Обе подсистемы связаны между собой с помощью сети Globalstar Data Network, к которой подключены и наземные станции сопряжения. Центр управления спутниками SOCC совместно с командно-телеметрическими станциями (ТТ&С station) производит контроль орбит, обработку телеметрической информации и формирование команд. Кроме того, SOCC отслеживает текущее состояние КА и информирует центр управления сетью о доступных КА, их ресурсах и эфемеридах. В задачи центра управления GOCC входит планирование трафика, выделение и закрепление сетевых ресурсов, а также слежение за функционированием системы. Центр SOCC не имеет собственного радиотехнического оборудования, а постоянно подключен к одной из УС по наземной линии связи. Эта узловая станция, в отличие от остальных, должна быть доукомплектована аппаратурой для приема телеметрии с борта КА и передачи команд управления. Центр управления SOCC размещен в Сан-Хосе, шт. Калифорния. Резервный центр управления связью будет построен в Эль-Дорадо, шт. Калифорния.

Космический сегмент состоит из 48 спутников, обращающихся по круговым орбитам на высоте 1414 км над поверхностью Земли. Их орбиты находятся в 8 плоскостях с наклонением 52°, в каждой из которых равномерно размещены шесть спутников. Период обращения спутников 114 мин. На каждом ИСЗ помещены два транспондера, работающих в полосах частот: в направлении от абонента к спутнику - 1610...1626,5 МГц (полоса L), от спутника к шлюзовой станции - 6875...7055 МГц (полоса фидерной линии); в направлении от шлюзовой станции к спутнику - 5091...5250 МГц (полоса фидерной линии), от спутника к абоненту - 2483,5...2500 МГц (полоса S).

Приемная и предающая антенны спутника в полосах S и L представляют собой многолучевые АФАР, состоящие из 61 элемента в полосе L и 91 элемента в полосе S. Создаваемые антеннами 16 лучей образуют на поверхности Земли зону обслуживания диаметром 5500 км (рис. 8). В каждом луче сигналы занимают полосу частот шириной 16,5 МГц.

Рисунок 8

В транспондере ИСЗ сигналы каждой пары лучей преобразуются по частоте, занимая 8 отдельных полос в полосе частот фидерной линии при использовании ортогональной поляризации.

Поэтому сигналы, принимаемые и передаваемые шлюзовой станцией, занимают (с учетом защитных интервалов) две полосы шириной 180 МГц и 159 МГц соответственно. Приемная и передающая антенны ИСЗ в полосах частот фидерных линий имеют ДН с глобальным охватом.

Земной сегмент системы состоит из нескольких шлюзовых станций, включенных в общие коммутируемые станции наземных сетей связи, и абонентских станций. Шлюзовая станция имеет четыре параболические антенны диаметром 3,4 м с программным наведением: три антенны сопровождают три спутника в зоне обслуживания, а четвертая готовится сопровождать новый, появляющийся на горизонте, спутник.

Абонентские станции могут быть трех видов: портативные переносные, перевозимые автомобильные и стационарные. Все они имеют ненаправленные антенны.

В системе Globalstar используются шумоподобные сигналы (ШПС) и многостанционный доступ с кодовым разделением сигналов.

Полосы частот шириной по 16,5 МГц разделены на 13 субполос шириной 1,3 МГц. В каждой полосе организована работа с МДКР.

В речевом канале применен вокодер с переменной скоростью передачи. Средняя скорость передачи сигнала цифровой телефонии равна 2,4 Кбит/с. Вокодер преобразует речевой сигнал в цифровой поток, который подвергается сверточному кодированию с последующим декодированием на приемной стороне по алгоритму Витерби.

Литература

6.1 Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами: Учеб. пособие для вузов. - М: Радио и связь, 2002.

6.2 Дятлов А.П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами: Учебное пособие. Ч.1. Таганрог. ТРТУ. 2004. 95 с

Приложение А

Технические и эксплуатационные характеристики системы Iridium

Поиск по сайту: