- •Часть 2
- •Эффективность передачи информации
- •Особенности оценки эффективности
- •Эффективность передачи дискретных сообщений
- •Эффективность передачи непрерывных сообщений
- •Эффективность передачи информации в сетях
- •Методы повышения верности передачи
- •Необходимость передачи дискретной информации с повышенной верностью
- •Классификация методов повышении верности
- •Метод многоразовой передачи
- •Нормы на характеристики канала тональной частоты
- •Технологии и архитектура беспроводных сетей
- •Персональные беспроводные сети (технологии Bluetooth, Home rf, ieee 802.15.3(4))
- •Стандарты Bluetooth и HomeRf
- •Архитектура и логическая структура сети Bluetooth
- •Технические средства сети Bluetooth
- •Высокоскоростные персональные сети стандарта ieee 802.15,3(3а)
- •Сверхбыстродействующие персональные сети (ieее 802.15.3а)
- •Низкоскоростные сети стандарта iеее 802.15.4 (ZigBee)
- •Технология сверхширокополосной связи
- •Беспроводные локальные сети (стандарты dect и ieee 802.11)
- •Локальные сети под управлением ieее 802.11
- •Стандарт dect
- •Беспроводные сети регионального масштаба
- •Региональные сети широкополосного доступа под управлением ieee 802.16
- •Мобильные сотовые технологии
- •Технологии транковой радиосвязи
- •Широковещательные сети — цифровое телевидение
- •Системы цифрового телевидения
- •Стандарт atsc
- •Стандарт dvb
- •Широковещательные сети — цифровое радио
- •Система Eureka-147
- •Технология шос
- •Всемирное цифровое радио (drm)
- •Спутниковые сети
- •Виды орбитальных группировок. Геостационарные орбиты
- •Эллиптические, средневысотные и низкие орбиты
- •Архитектура и основные принципы работы спутниковых систем связи
- •Методы множественного доступа в ссс
- •Оглавление
- •Часть 2
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Эллиптические, средневысотные и низкие орбиты
Эллиптические орбиты характеризуются углом наклона плоскости орбиты к плоскости экватора, координатами узлов орбиты (точек ее пересечения с плоскостью экватора) и эксцентриситетом (отношением большой и малой осей эллипса). Видимо, первым спутником связи на эллиптической орбите стал американский Relay-1, запущенный 13 декабря 1962 года (хронологически второй активный ретранслятор на орбите). Апогей его орбиты достигал 7,4 тыс. км, перигей -1,3 тыс.
Период обращения КА на эллиптических отитах выбирается кратным суткам. Так, у отечественной ССС «Молния» высота орбиты в апогее достигает 40тыс. км, в перигее — 464) км, наклонение 63,5°, период обращения КА 12 часов. Скорость движения КА в апогее значительно ниже, чем в перигее, поэтому время его видимости в требуемом регионе существенно выше, чем у спутника на круговой орбите. КА ССС «Молния» виден с территории России 8--10 часов, т.е. всего трёх спутников достаточно дли обеспечения непрерывной связи. Отметим, что из-за неоднородности гравитационного поля Земли наклонение эллиптической орбиты может быть только 63,4° (и симметрично ей 116,6°). Иначе обеспечить стабильное положение орбиты КА проблематично. Также следует учитывать, что КА на НКО неизбежно пересекают пояса Ван-Аллена. Еще один недостаток, свойственный всем негеостационарным ССС, — допплеровское смещение частоты из-за различной с точки зрения земного наблюдателя скорости движения спутника, а в случае НЕО у КА существенно различается еще и собственная скорость.
Cредневысокие орбиты располагаются между первым и вторым поясами Ван-Аллена на высотах 5-15 тыс. км. Зона охвата таких КА существенно ниже, чем у КА на геостационарных или высокоэллиптических орбитах. Кроме тою, время пребывания в зоне радиовидимости наземной станции у КА на МЕО составляет 1,5-2 часа. Поэтому для организации глобальных ССС необходимо порядка 10 КА. Из наиболее известных ССС (проекты) на МЕО можно назвать региональную Систему IC0 (10 активных КА + 2 резервных, высота орбиты 10355 км, наклонение 45°) и глобальные системы «Ростелесат-В» (24 КА, высота орбиты 10 300 км, наклонение 82°) и Spaceway NGSO (20 К А, высота орбиты 10 352 км, наклонение 55°).
Конечно, увеличение числа спутников в орбитальной группировке и постоянное изменение их местоположения это существенные недостатки ССС на МЕО по сравнению с геостационарными группировками. Однако они же превращаются в достоинства. Прежде всею существенно сокращаются задержки распространения сигнала (максимум 130 мс), что позволяет использовать такие ССС для задач телефонии. Кроме того, если в группировке несколько спутников, по крайней мере один из них виден под углом, большим 30°, а это весьма существенно для уменьшения влияния рельефа земной поверхности. Благодаря данной особенности, а также более низким орбитам существенно снижаются требования к мощности/чувствительности приемопередающей аппаратуры.
Период обращения спутников на орбитах высотой 10350 км составляет 6 часов, при ЭТОМ в тени Земли КА пребывают лишь несколько минут. Следовательно, их солнечные батареи (основной источник энергии) практически постоянно питают бортовую сеть, что существенно упрощает систему обеспечения электроэнергией и обеспечивает срок жизни КА до 10-15 лет — практически такой же, как и у спутников на GEO (в первую очередь, за счет минимального числа циклов перезарядки аккумуляторных батарей).
Низкими считаются орбиты, лежащие ниже первого пояса Ван-Аллена, т.е. с высотами 500 2000 км. Как правило, это круговые орбиты с наклонением 0 (экваториальные), 90° (полярные) и малонаклонные орбиты. Достоинства низкоорбитальных спутниковых группировок очевидны на один-два порядка меньшее по сравнению с МЕО и GEO расстояние до ретранслятора. В результате требования к мощности наземных передатчиков и параметрам антенн снижаются настолько, что наземные абонентские станции могут уже почти не отличаться от сотовых телефонов. Именно низкоорбитальные ССС Indium и Globalstar стали первыми глобальными системами спутниковой персональной телефонии. Низкая высота также обеспечивает малые задержки распространения, порядка десятков миллисекунд. Однако плата за низкие орбиты необходимость в достаточно большом числе КА в составе орбитальной группировки. Это естественно, поскольку на орбитах ВЫСОТОЙ 500 2000 км период обращения составляет 1,5-2 часа. В сочетании с малой зоной радиопокрытия это приводит к тому, что в течение одного витка КА вокруг Земли абонентская станция находится в зоне радиовидимости его транспондера несколько минут. Поэтому в состав орбитальных группировок низкоорбитальных ССС входит от 48-70 КА (288 в ССС Teledеsic).
Еще один минус LEO-относительно малый срок жизни КА. Прежде веет, на столь низких орбитах КА примерно треть времени находятся в теин Земли, что требует частых перезарядок аккумуляторных батареи. На орбитах ниже 700 км плотность атмосферы еще достаточна, чтобы требовалась постоянная коррекция орбиты КА. Выше же 1500 км КА оказываются в первом поясе Ван-Аллена, что сокращает время ж юн и электронной аппаратуры даже при использовании специальных защитных средств. В результате срок жизни КА на LEO составляет 5-7 лет.