Наложение сигналов
Новая система сервисов GNSS должна избегать взаимных помех с уже имеющимися службами, работающими в тех же участках спектра радиочастотного диапазона, включая NAVSTAR и российскую систему ГЛОНАСС. Выбор мощности сигнала и скорости передачи элементов сигнала в системе зависит от приемлемости распространения составляющих этого сигнала в смежные частотные диапазоны с ничтожно малыми (как определено правилами ITU) уровнями, т.е. величина составляющих сигнала в нерабочих диапазонах должна быть ниже определенного уровня (менее 0.25 дБ). Наложение помех на сигналы с идентичными несущими частотами может допускаться лишь в случаях использования различных типов сигналов и кодовых структур, когда отсутствует их значительное влияние друг на друга. Эти предложения являются частью последнего плана по сигналам и частотам системы Galileo, представленного STF.
Последние разработки
В течение лета 2002 года некоторые базовые предложения STF, представленные ранее, были модифицированы для улучшения структуры сигнала. Главные изменения и дополнительные работы заключаются в следующем:
В нижней части L-диапазона (т.е. E5a и E5b), центральная частота для E5b была сдвинута на 1207.140 МГц исходя из требования минимизации помех. Все сигналы в диапазонах E5a и E5b используют скорость передачи элементов сигнала 10 Mcps. Модуляция сигналов в этих диапазонах до сих пор оптимизировалась для случая обработки широкополосных сигналов, связанных с одновременным использованием диапазонов E5a и E5b. В подобном использовании двух радиочастотных диапазонов заложен гигантский потенциал надежного высокоточного позиционирования при низком уровне переотражений. Скорость передачи данных при этом остается фиксированной.
На среднем участке (т.е. на E6) и в верхней части (т.е. на E2-L1-E1) L-диапазона скорости передачи данных и элементов сигнала совпадают с характеристиками передачи сигналов поисково-спасательных служб на частотах, отведенных для нисходящих (орбита - земля) и восходящих (земля - орбита) участков линий связи.
Обширные помехи диапазонах E5a и E5b, связанные с работой систем дальнометрии, тактической аэронавигационной системы и Galileo накладываются на рабочие частоты системы NAVSTAR в диапазоне L5; в диапазоне E6 есть взаимные помехи работы радаров, а сигналы системы Galileo с частотами диапазона E2-L1-E1 накладываются на рабочие частоты GPS в диапазоне L1.
Группа разработки сигнала и ESA усовершенствовали критерии подбора кодов и постарались как можно лучше сформулировать требования к каждой частоте. Выбор опорной кодовой последовательности можно считать первоначальной точкой отсчета в работе. Дальнейшие параллельные исследования активизируют поиск адресных вариантов решений в подборе кодов для системы Galileo и нацеливают на получение их улучшенных характеристик.
|
Рис. 1. Спектр частот сигнала системы Galileo. |
Шесть сигналов, включая три канала без передачи данных или с “пилот” сигналом (кодовая комбинация, не модулированная данными), будут доступны всем пользователям системы Galileo в диапазонах E5a, E5b и E2-L1-E1 на всех несущих частотах, выделенных для OS и служб скорой медицинской помощи (Safety-of-life Services - SoL). Два сигнала в диапазоне E6, зашифрованные кодовыми комбинациями, включая один канал без передачи данных, доступны лишь тем пользователям, которые получили право на работу с системой через провайдеров коммерческого сервиса (Commercial Service - CS). И, наконец, два сигнала (один в диапазоне E6 и один в E2-L1-E1), зашифрованные кодовыми комбинациями доступны лишь пользователям, зарегистрированным в Сервисе государственного управления (Public Regulated Service - PRS). Для передачи всех сообщений с данными используется полуразрядная кодирующая схема Viterbi. Четыре различных типа данных передаются с помощью различных сигналов системы Galileo:данные OS, передаваемые на несущих частотах в диапазонах E5a, E5b и E2-L1-E1.
-
данные OS доступны всем пользователям и содержат в основном навигационные данные и данные аварийно-спасательных служб SAR;
-
данные CS, передаваемые на несущих частотах в диапазонах E5b, E6 и E2-L1-E1;
Все CS данные зашифрованы и предоставляются через службу провайдеров, связанных с центром управления Galileo Control Centre. Доступ к этим коммерческим данным осуществляется пользователем непосредственно через своего провайдера.
- данные SOL, включающие в основном данные с точностью сигналов в космосе (SISA);
Доступ к этим данным может быть управляемым, пока это не предвидится в ближайшее время.
- данные PRS, передаваемые на несущих частотах в диапазонах E6 и L1.
Сводные данные о сигналах системы Galileo показаны в таблице 1.
|
Частотный диапазон |
E5a |
E5b |
E6 |
E2-L1-E1 |
||||||||||||
|
Канал |
I |
Q |
I |
Q |
A |
B |
C |
A |
B |
C |
||||||
|
Скорость передачи |
10Mcps |
10Mcps |
10Mcps |
10Mcps |
5,115 Mcps |
5,115 Mcps |
5,115 Mcps |
m x1,023 Mcps |
2,046 Mcps |
2,046 Mcps |
||||||
|
Тип модуляции |
Оптимизированная [ AltBOC (15,10) или два QPSK(10)] |
BOC (10,5) |
BPSK (5) |
BPSK (5) |
Перестраиваемая |
BOC (2,2) BOC (n,m) |
BOC (2,2) |
|||||||||
|
Скорость передачи символов |
50 с/сек |
Не определена |
250 с/сек |
Не определена |
Подлежит определению |
1000 с/сек |
Не определена |
Подлежит определению |
250 с/сек |
Не определена |
||||||
|
Минимальный уровень принимаемой мощности сигнала при возвышении 10° |
-158 dBW |
-158 dBW |
-158 dBW |
-158 dBW |
-158 dBW |
-158 dBW |
-158 dBW |
-158 dBW* |
-158 dBW* |
-158 dBW* |
||||||
Таблица 1. Параметры основного навигационного сигнала системы Galileo:
QPSK 5 - фазовая манипуляция со сдвигом на 90 градусов. BPSK 5 - бинарная фазовая манипуляция * - текущее значение, равное –160 dBW при рассмотрении каналов B и C в диапазоне E2-L1-E1