Использование низкоорбитальных ссс
Низкоорбитальные ИЗС выводятся на высоту примерно 500-800 км, и совершают полный оборот приблизительно за 2 часа. Таким образом для создания низкоорбитальной ССС необходимо создавать на орбите группировку спутников, обеспечивающих связь. Наземная станция в свою очередь должна обладать либо устройством слежения, либо иметь ненаправленную антенну.
Низкоорбитальные ССС используются в основном для образования связи в труднодоступных местах (степи, над океаном). Ввиду того, что длина трассы не очень большая, задержка во времени при речевом трафике успешно компенсируется современными средствами кодирования.
В основном данный тип ССС используется для спутниковой телефонии, передачи небольших потоков данных, таких как факс, телеметрическая информация.
Средняя протяженность линии позволяет создать переносимые и перевозимые терминалы, использующие ненаправленные антенны.
Многостанционный доступ
Ретранслятор сигналов, установленный на спутнике, представляет собой многоствольное приемопередающее устройство.
При передаче сигналов разных ЗС по разным стволам обычно никаких проблем не возникает, а передача сигналов различных ЗС через один ствол ретранслятора называется многостанционным доступом (МД).
МД позволяет создать специфическую особенность спутниковой связи, выгодно отличающую её от других и позволяющую повысить эффективность использования ретранслятора. Ретранслятор позволяет создать сеть связи, в которой один ствол спутникового ретранслятора дает возможность одновременно организовать как магистральную связь с центральной станцией, так и сеть связи «каждый с каждым».
Основные требования к системе М.Д.
Эффективное использование мощности ретранслятора, при максимальной полосе частот
Обеспечение допустимого уровня переходных помех
Обеспечение гибкости системы
Для выполнения этих требований, необходимо найти ансамбль ортогональных или близких к ортогональным сигналам. Известно три способа формирования такого ансамбля сигналов, основанных на разделении сигналов по частоте, времени и форме. В соответствии с этим различают следующие виды М.Д.
М.Д. с частотным разделением каналов
М.Д. с временным разделением каналов
М.Д. с разделением каналов по форме
В данном проекте мы выбираем М.Д. с временным разделением каналов
В таких системах требуемая ортогональность сигналов различных ЗС достигается тем, что каждой станции сети для излучения сигналов выделяется определённый, периодически повторяемый интервал времени «тайм слот», длительность которого определяется трафиком станции.
Интервал времени, в течение которого все станции сети по одному разу излучали сигнал, называют кадром, а длительность пакета импульсов, излучаемых одной станцией называют, субкадром. Важной характеристикой, при использовании МДВР является состав и длительность кадра. Кадр, длительность которого может доходить до нескольких десятков миллисекунд, состоит из синхропакета, передаваемого вначале каждого кадра для обеспечения синхронизации по кадрам, и пакетов каждой ЗС, отделенных друг от друга защитными интервалами. Несмотря на наличие защитных интервалов, коэффициент использования кадра при МДВР доходит до 90% и оказывается выше коэффициента использования полосы при МДЧР.
В свою очередь, пакет каждой ЗС состоит из так называемого преамбула и информационной части (или информационного пакета). Преамбула служит для опознавания ЗС и внутрикадровой синхронизации.
При МДВР ретранслятор рассчитывается на мощность, близкую к максимальной, так как в каждый момент времени через него проходит сигнал только одной ЗС, следовательно отсутствуют переходные помехи, являющиеся одной из причин снижения пропускной способности системы.
Также к достоинствам МДВР следует отнести односигнальный режим работы, что позволяет довести эффективность использования полосы до 95% и практически не учитывать влияние нелинейности характеристик ретранслятора.
Недостатком МДВР является необходимость в сложной системе временной синхронизации работы всех ЗС, что делает их взаимозависимыми. Вхождение в синхронизм осуществляется при первоначальном включении станции в сеть после перерыва связи. К процедуре вхождения предъявляются следующие требования минимальное влияние сигнала вхождения на информационные сигналы работающих 3С;минимальное влияние информационных сигналов на качество приема сигналов вхождения; малое время вхождения и синхронизм.
В различных системах МДВР нашли применение следующие способы вхождения в синхронизм: 1)передача низкоуровневого сигнала вхождения на время установления кадровой синхронизации на передачу; 2)предсказание временных позиций периферийных ЗС по результатам расчета траектории геостационарного ИСЗ;3)импульсное вхождение в результате однократной передачи номинальным уровнем короткого (длительностью в один или несколько кадров) синхросигнала с последующей коррекцией фазы передающего генератора кадровых сигналов.
Первый способ, создавая минимальные помехи другим станциям, отличается значительным временем вхождения в синхронизм несколько секунд. Второй способ требует наличия специализированной сети измерительных станций и обеспечения высокой точности измерений наклонной дальности до ИСЗ. Точность измерения расстояния до ИСЗ, достаточная для обеспечения режима вхождения в сети МДВР, может быть достигнута только при высокой точности удержания ИСЗ на орбите. Третий метод, создавая кратковременную помеху всем работающим в сети станциям, аппаратурно реализуется наиболее просто и при необходимости редкого осуществления процедуры вхождения оказывается наиболее удобным.