Современные орбитальные группировки являются многоспутниковыми. С целью обеспечения глобальной связи осуществляется разбиение земной поверхности на фиксированные ячейки.
Ячейка – сферическая окружность заданного радиуса.
Задача – создание оптимальной фиксированной ячееистой структуры заданного радиуса и определение их координат.
Принцип оптимальности заключается в минимизации количества ячеек. К оптимальной относится гексоканальная структура покрытия плоской поверхности окружностями заданного радиуса.
Основной принцип гексоканальной структуры:
¾ выбор центральной ячейки;
¾ по окружности размещается 6 ячеек – 1 слой;
¾ 12 ячеек 2 слой;
¾ 18 ячеек 3 слой и т.д.
Каждая ячейка окружена 6 соседними расстояниями, до которых одинаково и составляет: , где - радиус ячейки.
Из-за кривизны поверхности земли количество ячеек в каждом поле может не быть кратной 6, т.е. ширина может отличаться друг от друга.
В отличии от геостационарных орбит группировок КА на относительно низких орбитах, расширение зоны обслуживания вплоть до глобальной и снижения энергетического потенциала в сетях сотовой связи, обеспечивается совокупностью зон радиовидимости отдельных КА, входящих в группировку. Это обеспечивается путем объединения их в единое целое, т.е. за счет обеспечения связанности системы.
|
|
Связанность достигается с помощью:
или – межспутниковых линий связи;
или – наземных ретрансляторов;
или – комбинаций двух способов.
В любом варианте канал является интегральным (Рис.13.9).
С данном случае связь между i и k абонентами может осуществляться по интегральному каналу связи формулируется путем коммуникации различных звеньев системы.
Маршрут приходящего сигнала задается последовательностью используемых звеньев.
Каналы описываются некоторыми множествами параметров:
o отношением сигнал/шум;
o временем задержки сигнала;
o количеством используемых звеньев и числа ретрансляций сигнала на пути от одного абонента другому.
Оптимизация по одному из критериев не дает удовлетворительных результатов, по этому используется обобщенный критерий. Определение центров ячеек в каждом поясе и их оптимальное количество рассчитывается по специальной программе.
Зависимость общего количества ячеек при покрытии всей земной поверхности от радиуса ячейки имеет вид:
Н-р = 350 км потребуется 2084 ячеек
= 400 км 1546
= 450 км 1261
Конкретный вариант связанности осуществляется в зависимости от требуемых потребительских качеств системы. При этом, чем выше уровень связанности при заданных условиях, тем меньше требуется НР.
|
|
3. Земной сегмент системы
Вариантов построения земных сегментов системы могут быть различными. Однако всегда включают основные элементы земной инфраструктуры системы:
- Центральные узлы управления системой связи (ЦУСС);
- Центр управления полетом (КА);
- Региональные узлы управления или координирующие станции (КС);
- Все типы стационарных и мобильных абонентских станций.
Связанность обеспечивается с помощью наземных ретрансляторов, входящих в состав координирующих станций (КС), устанавливаемых в расчетных точках земной поверхности.
Координирующие станции для систем низко- и высокоскоростной связи могут быть едиными (система Ростелсат) и выполняют следующие функции:
o разработка маршрутов прохождения сигналов по заявкам абонентов, поступающих на КС через КА, и выдачи команд КА на соответствующую коммутацию сигнала;
o ретрансляции информации между КА и КС, (т.е. функции наземных ретрансляторов);
o сопряжение абонентов спутниковой системы с абонентами наземных сетей связи (большой шлюз).
Каждая из КС может одновременно работать с 3…4 КА. Учитывая, что основное количество связей абонентов системы (до 85%) приходится на зону радиовидимости одного КА, а координирующей станций – 15%, (общеканальная сигнализация, межрегиональные сообщения, выход в сети общего пользования).
Задачами КС, как регионального центра управления является:
§ планирование трафика в регионе;
§ выделение и закрепление ресурсов (спутников);
§ контроль работоспособности элементов системы связи;
§ обеспечение учета и регистрации подвижных терминалов и стационарных (шлюзовых) станций;
§ обмен с другими КС о свободных каналах на всех КА системы, где могут проходить все маршруты сигналов. С этой целью создается БД по всем подвижным и стационарным объектам.
Функция КС - оперативный учет трафика. На основе чего КС осуществляет:
§ управление пропускной способностью КА;
§ выдачи счетов за проведенные сеансы связи;
§ формирование отчетной информации о состоянии средств системы и об использовании ресурсов системы абонентами.
Как станция управления связанным трафиком КС решает следующие задачи:
§ разрабатывает маршруты прохождения сигналов между абонентами;
§ обеспечивает контроль за условиями прохождения сигналов через КА, путем оценки надежности связи с помощью кольцевых проверок;
§ осуществляет одновременное слежение за 3 – 4 КА, управляет процессом переключения трафика между лучами (зонами) одного КА и переход на другой;
§ формирует синхромаркер, обеспечивающий синхронизацию всех абонентских терминалов;
§ организует внутризоновую и межзоновую связь между абонентскими станциями;
§ осуществляет маршрутизацию информационных потоков от абонентов разных зон;
§ организует связь между абонентами спутниковой сети и абонентами наземных сетей общего пользования, т.е. “большого шлюза” (рис.13.1).
Взаимодействие КС осуществляется через КА по федерным радиолиниям, а в отдельных случаях по внешним наземным каналам связи. Для выхода абонентов спутниковой сети в наземные сети связи КС подключены к ТФ сетям ОП по интерфейсу EI и протоколу TCP/IP для взаимодействия с Интернет (Рис.13.8)
Структура КС может включать:
1) 3 – 4 антенных поста которые включают:
- приемо/передающую антенну с опорным поворотным устройством;
- блок приемо-передатчика;
- блок обработки сигналов приема и передачи;
- блок управления.
2) Блок сопряжения магистральных каналов, необходимый для организации соединительных линий связи между КС системами, ЦУП и ЦУСС (на основе технологии SDH).
3) Блок сопряжения абонентских каналов, с сопряжением наземных сетей, передачи речи, данных, мультимедийной информации.
4) Блок управления оборудованием координирующей станции.
|
|
5) Система электропитания.