6.4. Спутниковые телекоммуникационные системы с

использованием КА на средневысотных и низких орбитах

Телекоммуникационные системы с использованием КА на низких и средних орбитах позволяют обеспечить работу терминалов при больших углах места, что дает возможность избежать экранирования трассы распространения сигнала местными предметами. Этот фактор плюс меньшее расстояние между КА и терминалами позволяют создать высокоскоростные каналы связи с мобильными и персональными терминалами, что труднодостижимо в спутниковых системах с геостационарными КА.

Основными специфическими проблемами для телекоммуникационных систем с КА на низких и средних орбитах являются: выбор космической группировки КА, выбор диапазона рабочих частот, определение зоны обслуживания КА, выбор числа лучей многолучевой антенны КА.

С учетом влияния радиационных поясов Земли наиболее пригодными орбитами КА в этих системах являются:

• низкие круговые орбиты с высотами 700 — 1500 км (LEO);

• средние круговые и эллиптические орбиты (МЕО) с высотами 10 тыс. км и 20 тыс. км.

Очень сложными являются проблемы электромагнитной совместимости негеостационарных и геостационарных телекоммуникационных систем, работающих в общих полосах частот, а также проблема электромагнитной совместимости нескольких негеостационарных телекоммуникационных систем, работающих в общих полосах рабочих частот.

В настоящее время для негеостационарных спутниковых телекоммуникационных систем выделены следующие диапазоны и полосы частот.

1. Для систем связи с мобильными и персональными терминалами, работающих с низкой скоростью передачи информации и использующих КА малой массы (порядка 45 кг) с однолучевой бортовой антенной с широкой диаграммой направленности, выделены отдельные полосы частот для абонентских линий в диапазоне 137-400 МГц с общей шириной 5 МГц.

2. Для систем мобильной и персональной связи большой емкости, использующих многолучевые антенны спутникового ретранслятора для организации телефонной и высокоскоростной (со скоростями передачи 144 и 384 Кбит/с) мультимедийной связи, выделены для абонентских линий на первичной основе узкие полосы частот в диапазонах 1,9/2,1 и 1,6 /2,6 ГГц. Для фидерных линий - в диапазонах 5/7 ГГц и 20/30 ГГц.

3. Для спутниковых негеостационарных систем связи со стационарными и мобильными терминалами выделены полосы частот:

• 10,7 — 11,7 ГГц в линиях вниз,

• 12,75 — 13,25 ГГц и 13,75 — 14,5 ГГц в линиях вверх.

Эти полосы частот выделены на вторичной основе, т.е. при проектировании систем приняты меры к тому, чтобы излучения средств негеостационарной системы не мешали геостационарным системам связи, работающим в этих же полосах частот. При приближении негеостационарного КА к экваториальной плоскости и проходе через нее этот КА выключается, чтобы не создавать помех станциям геостационарных систем спутниковой связи. При этом земные станции негеостационарной спутниковой телекоммуникационной системы перенацелеваются на другой ближайший КА.

На первичной основе, как для геостационарных, так и для негеостационарных спутниковых систем связи выделены полосы частот:

• 19,7 — 20,2 ГГц в линиях вниз, 29,5 — 30,0 ГГц в линиях вверх.

Размер зоны обслуживания КА определяется допустимым углом места земных станций. Для мобильных и персональных терминалов углы места должны быть не менее 30. Для стационарных терминалов диапазона 11/14ГГц минимальные углы места могут быть порядка 10. Для терминалов диапазона 20/30 ГГц и более высоких частот из-за сильного поглощения сигнала в дожде при малых углах места минимальные углы места должны быть порядка 30.

Примерами телекоммуникационных систем с КА на низких, средних и эллиптических орбитах являются: Globalstar, LeoSat, Iridium, Сигнал (LEO); Odyssey, ICO, Ростелесат-Н (MEO); Полярная Звезда (ВЭО) и др. Основные характеристики некоторых из них приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2. Характеристики низкоскоростных ССС

Название системы	Globalstar	ICO	Полярная Звезда
Тип орбиты	LEO	MEO	ВЭО
Количество спутников	48(8х6)	10(2х5)	4
Высота орбиты, км	1414	10360	40600 (в апогее)
Наклонение орбиты, град.	52	45	62
Обслуживаемая территория	70юш - 70сш	70юш - 70сш	Северное полуш.
Масса спутника, кг	450	2750	2100
Потребляемая мощность, Вт	1200	8700
Количество лучей на 1 КА	16	163
Срок эксплуатации спутн., лет	7,5	12
Методы многостанц. доступа	CDMA/FDMA	TDMA	CDMA/FDMA
Количество узловых станций	150-210	12	20-25
Количество телефонных каналов, эквивалентных 4,8 Кбит/с	2500	4500	1000 - ПСС 8000 - ФСС
Диапазон частот, ГГц	1,6/2,5; 5/6	1,9/2,1; 5/7	1,6/2,5; 5/6
Продолжительность сеанса связи с 1КА	7 минут	1 час (7 минут 1 луч)	6 часов
Миним. угол места антенны абонентской станции, град	10	10	порядка 40
Стоим. абон. терминала, долл.	750	750
Тариф, долл./мин.	0,35-3	2