Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Системы и сети связи с подвижными объектами. Учебное пособие
.pdf
В совокупности все принятые меры по экстренному обновлению
российской спутниковой группировки смягчили критическую ситуацию,
особенно в области вещания, но не привели к принципиальным изменениям в лучшую сторону. В связи с этим была принята программа создания в
2003 – 2005 гг. пяти новых спутников серии «Экспресс-АМ» (ФГУП
«Космическая связь»). Было также предусмотрено
наращивание орби-
тальной группировки ОАО «Газком» за счет запуска спутников новой
серии «Ямал-200».
В результате к концу 2005 г. российская группировка спутников связи гражданского назначения существенно обновилась (по сравнению с
2000 г.).
В 2005 г. была утверждена Федеральная космическая программа России до 2015 г., в рамках которой ГПКС планирует вывести на орбиту
15 спутников. В 2008 г. запущен спутник «Экспресс-АМЗЗ» взамен утраченного «Экспресс-АМН» в орбитальной позиции 96,5Е. Намечен запуск
спутника «Экспресс-АМ44» для замены спутника «Экспресс-А» в орбитальной позиции 14W. Ведутся работы по созданию двух малых космических аппаратов «Экспресс-МД», которые восполнят ресурс, не используемый спутниками «Экспресс-АМ
» и обеспечат системное резервирование группировки. В 2010 г. запланирован запуск спутника «ЭкспрессАМ4» в орбитальную позицию 80Е. В отличие от предыдущих спутников
серии «Экспресс-АМ», новый аппарат предполагает большую мощность
энергообеспечения (до 15 кВт), должен иметь два ствола в новом для Российской Федерации
Kа-диапазоне и формировать рабочие зоны на терри-
тории России с использованием двух лучей. После 2011–2012 гг. планируется создать два новых спутника «Экспресс АМ5» (140Е) и «Экспресс
АМ6» (53Е), которые наряду с
стволы
Kа-диапазона, подключенные к многолучевой антенне (конкурс на
L-, С-, Ku-диапазонами будут иметь и
создание этих спутников объявлен ГПКС в конце 2008 г.). В 2011 г. планируется замена действующего спутника «Бонум 1» и перевод загрузки
стволов спутника Еutelsat-W4 на российский спутник «Экспресс AT».
Параллельно ОАО «Газком» наметил запуск двух спутников
«Ямал 300» в 2009 г. в орбитальные позиции 90Е и 55Е, также
принято ре-
шение о разработке спутника «Ямал 400». Эти модели в основном повторяют идеологию спутника «Ямал 200» (прозрачные стволы, наличие линеаризаторов, применение контурных антенн) с увеличением ЭИИМ примерно
на 2 дБ. Федеральная космическая программа в качестве одной из основных
задач предусматривает обеспечение к 2015 г. полного орбитального резервирования российской государственной спутниковой
группировки. Предлагается дополнить российскую спутниковую группировку гражданского назначения ее высокоэллиптическими спутниками вещания серии «Экспресс
РВ», но это решение требует дополнительных обоснований, так как коммерческая составляющая не очевидна. Однако следует объективно оцени-
71
вать ситуацию на рынке спутниковой связи. Дело в том, что качественные
характеристики отечественной спутниковой группировки по-прежнему далеки от современного мирового уровня. Они не рассчитаны на развитие
наземных спутниковых сетей на основе современных и, тем более, перспективных технологий связи и вещания. Проблема усугубляется еще и чрезвычайно быстрыми темпами
развития технологий спутниковой связи и веща-
ния, которые имели место в период 1995 – 2005 гг.
Среди ключевых революционных технологий следует выделить появление на рынке технологий компрессии MPEG-2, а затем MPEG-4; внедрение стандарта DVB-S, а затем DVB-S2; активное продвижение интерактивных VSAT-сетей. Пока нет оснований говорить о возможном появлении на рынке других подобных революционных
технологий в период до
2015 – 2017 гг.
Подавляющее большинство зарубежных спутников связи и вещания
в настоящее время реализованы по традиционной технологии с прямой
ретрансляцией сигнала и использованием контурных лучей для упрощения международной координации (выигрыша по усилению контурные
антенны, как правило, не обеспечивают, дают только проигрыш в массе
по отношению к обычной
параболической антенне, оптимизированной
для рабочей зоны, близкой к эллипсу). Основной тенденцией до середины
1990-х гг. следует считать увеличение массы и энерговооруженности
спутников. Тем не менее в последние годы все большее внимание уделяется малым и средним геостационарным спутникам, так как они обладают
рядом преимуществ: оперативность создания, относительно низкая стои-
создания и запуска, проще частотное обеспечение и международная
мость
координация, ниже риски и цена страховки.
Учитывая технологические прорывы в области связи и вещания, ведущие зарубежные страны (а точнее, международные компании при поддержке правительств) уже в 1990-х гг. разработали целый ряд проектов по
созданию экспериментальных спутников связи и вещания для отработки
новых бортовых технологий, адекватных революционным технологиям
наземных сетей. Некоторые из этих проектов были доведены до практической реализации. Первым таким проектом можно считать спутник США
ACTS, который был построен в начале 1990-х гг. (запущен в 1993 г.) для
отработки и сопоставления эффективности различных способов коммутации и обработки информации на борту с
применением многолучевых антенн с быстрой коммутацией лучей. Сегодня на основе этих исследований
создан спутник Spaceway 3.
Большую поддержку развитию перспективных спутниковых технологий оказывает Европейское космическое агентство (ESA). Так, при поддержке ESA разработано и продолжает совершенствоваться оборудование
мультиплексирования SkyPlex для продвижения технологий ТВ- и
РВ-вещания, создан бортовой процессор AmerHis для спутника Amazonas 1
72
18. Действующие спутники связи нового поколения
Спутник, дата
запуска
Spaseway 3,
2007 г.
Amazonas 1,
2004
Anik F2, 2004 Beam*Link Satmux +
IPStar, 2005 г.
WildBlue-1,
2007 г.
Kizuna, 2008 г. Полностью с обработ-
с интеграцией связи и вещания
Полезная нагрузка Технология полезной нагрузки
Полностью с обработкой по стандарту IpOS
AmerHis + прозрачные
стволы
прозрачные стволы
Переключения + прозрачные стволы
кой
Многолучевые антенные системы, в
том числе с быстро коммутируемыми лучами, в сочетании с применением связных высокопроизводительных пакетных процессоров
Многолучевые контурные антенные
системы в сочетании с применением
высокопроизводительных процессоров с коммутацией кадров
Многолучевые антенные системы в
сочетании с коммутацией каналов
между лучами и многолучевые антенны системы с коммутацией пакетов
Многолучевые антенные системы в
сочетании с коммутацией каналов
между лучами и использованием
системы наземных хабов
Многолучевые антенные системы, в
том числе с быстро коммутируемыми лучами, в сочетании с применением связных высокопроизводительных пакетных процессоров
в интересах развития технологий связи. Более совершенная версия этого
бортового процессора будет использоваться на новом спутнике Amazonas 2,
запуск которого запланирован на 2009 г.
В Японии на государственном уровне осуществляется поддержка новых космических технологий. Так, в 2008 г. запущен экспериментальный
спутник Kizuna.
Правительство Канады обеспечивает финансирование инновационных проектов. Для спутника Anik F2 разработан коммутационный процессор SpaceMux и коммутационное оборудование Beam*Link. Оборудование Веam*Link в дальнейшем планируется использовать на двух новых
спутниках ViaSat-1 и 2, которые разрабатывает компания ViaSat (запуски
в 2010–2011 г.).
Следует отметить, что в табл. 15 указаны спутники, ориентированные на организацию наземных спутниковых сетей связи, но это не исключает возможность их применения для решения задач вещания.
73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполнение курсового проекта, связанного с частотнотерриторриальным планированием в ССПО, является введением студента
в освоение большого комплекса проблем, связанных с управлением использованием радиочастотного спектра (РЧС) [9]. Эти проблемы возникают не только на национальном, но и на международном уровне, и регулирование использования РЧС осуществляется с применением как технических ,так
и экономических методов. Грамотное управление использованием РЧС обеспечивает электромагнитную совместимость (ЭМС) радиосистем фиксированной, подвижной и вещательной служб, радиосистем,
расположенных на одном объекте.
74
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Карташевский, В.Г. Сети подвижной связи / В.Г. Карташевский. –
1.
М. : Эко-Трендс, 2001. – 299 с.
Маковеева, М.М. Системы связи с подвижными объектами : учеб.
2.
пособие для вузов / М.М. Маковеева, Ю.С. Шинаков. – М. : Радио и связь,
2002. – 440 с.
Телекоммуникационные технологии. Введение в технологии
3.
GSM: учебное пособие для вузов / С.Б. Макаров и др. – М. : Академия,
2006. – 256 с.
Ли Уильям К. Техника подвижных систем связи / Уильям К. Ли –
4.
М. : Радио и связь, 1985. – 664 с.
Пономарев, Г.А. Распространение УКВ в городе / Г.А. Понома-
5.
рев, А.Н. Куликов, Е.Д. Тельпуховский. – Томск : МП «Раско», 1991. –
222 с.
Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ / под ред.
6.
У.К. Джейкса. – М. : Связь, 1979. – 520 с.
Цифровая мобильная радиосвязь : учебное пособие для вузов /
7.
В. Галкин. – М. : Горячая линия – Телеком, 2011. – 592 с.
Бабков, В.Ю. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное
8.
планирование : уч. пособие для вузов / В.Ю. Бабков, М.А. Вознюк, П.А.
Михайлов. – 2-е изд., испр. – М. : Горячая линия–Телеком, 2007. – 224 с.
Управление радиочастотным спектром и электромагнитная со-
9.
вместимость радиосистем : учебн. пособие / под ред. д.т.н., проф.
М.А. Быховского. – М. : Эко-Трендз, 2006. – 376 с.
Системы спутниковой связи : учеб. пособие для вузов / под ред.
10.
Л.Я. Кантора. – М. : Радио и Связь, 1992.
75
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
БС – базовая станция
ДМВ – дециметровые волны
ЗC – земная станция
МС – мобильная станция
МВ – метровые волны
ОВЧ – очень высокие частоты
ПЭП – процедура эстафетной передачи
РРЛ – радиорелейная линия
СПР – система подвижной радиосвязи
ССПО – система связи с подвижными объектами
ТШ – собственные тепловые шумы приемника
УВЧ – ультравысокие частоты
УММС – усредненная медианная мощность сигнала
частотно-территориальный план
ЧТП –
ЭИИМ – эквивалентная изотропная излучаемая мощность
g – коэффициент усиления антенны
h
– высота антенны БС
1
h
– высота антенны МС
2
L
(ν) – уровень дифракционных потерь
диф
p – уровень мощности сигнала (дБ)
Р – мощность сигнала (Вт)
– градиент диэлектрической проницаемости воздуха
q
– протяженность трассы
R
(R
) – расстояние прямой видимости (дальность радиогоризонта).
R
пв
рг
76
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................. 3
1. Общие сведения о ССПО .................................................................... 4
2. Энергетический расчет линии связи при поднятых антеннах ........ 6
3. Модели предсказания уровня сигнала ............................................... 9
3.1. Модель Окамуры............................................................................. 9
3.1.1. Расчет УММС для «квазигладкой» местности ..................... 9
3.1.2. Расчет УММС с учетом рельефа местности и застройки .... 12
3.2. Модель Хата ................................................................................... 12
3.3. Модели Ли ...................................................................................... 16
3.3.1. Модель Ли «от зоны к зоне» ................................................... 18
3.3.2. Модель Ли «от точки
к точке» ................................................ 18
4. Расчет помех, сопровождающих прием сигнала .............................. 22
4.1. Чувствительность приемника ....................................................... 27
4.2. Тепловые шумы и зона покрытия ................................................ 27
4.3. Интерференционные помехи на совпадающих частотах ........... 28
4.4. Интерференционные помехи от соседних и ближайших
каналов ................................................................................................... 31
4.5. Влияние сигналов и помех на выбор параметров системы ....... 33
4.6. Расчет основных параметров сотовой сети связи ....................... 35
5. Особенности проектирования спутниковых ССПО ......................... 37
5.1. Энергетический расчет
спутниковой ССПО ............................... 44
5.2. Аппаратное обеспечение спутниковой системы связи .............. 44
77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………… 60
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................... 61
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ ............................... 62
78
79
Учебное электронное издание
УДОВИКИН Валерий Леонидович
СИСТЕМЫ И СЕТИ СВЯЗИ
С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
Учебное пособие
Редактор И.В. Калистратова
Компьютерное макетирование М.А. Филатовой
Подписано в печать 19.04.2012
Формат 60 × 84 / 16. 4,65 усл. печ. л. Заказ № 193
Издательско-полиграфический центр ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]