Система спутниковой связи Iridium.

Система спутниковой связи Iridium (система на данный момент уже прекратила свою работу и приведена лишь в качестве примера).

В 1987 г. компания Motorola Inc. приступила к разработке проекта низкоорбитальной спутниковой системы связи Iridium. Проект Iridium основан на широком международном сотрудничестве. Партнерами компании Motorola Inc. в международном консорциуме Iridium Inc., организованном в 1991 г. являются такие ведущие фирмы, как DDI (Япония), Sprint, Lockheed и Raythleon (США), Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева (Россия) и др. В разрабатываемом проекте вначале предполагалось использовать 77 спутников. Именно первоначально выбранному числу спутников проект обязан своим названием — 77-й элемент в таблице Менделеева как раз и есть иридиум. Правда, позже по ряду причин было решено уменьшить число спутников в орбитальной группировке до 66, но название проекта осталось прежним.

В орбитальной группировке для обеспечения минимального расстояния между соседними КА выбрана оптимальная разность углов (27°) между плоскостями орбит.

Основные параметры орбитальной группировки:

• Орбиты квазиполярные с наклонением i = 86,4

• Число плоскостей — 6

• Число КА в одной плоскости— 11

• Угловое расстояние между КА, находящимися в одной плоскости, — 32°

• Высота орбит — 780 км

• Период обращения КА вокруг Земли— ЮОмин

Система Iridium предназначена для глобальной подвижной персональной связи по принципу «каждый—каждому» на основе межспутниковой связи. Система Iridium предназначена для обеспечения следующих видов связи и услуг:

• Дуплексная радиотелефонная связь

• факсимильная связь

• Передача данных Виды услуг:

• Связь между абонентами, имеющими персональные терминалы.

• Связь абонентов общей телефонной сети с пользователями персональных спутниковых терминалов

• Передача сигналов оповещения на пейджер

• Определений местоположения (координат) абонентов

Для оказания перечисленных видов услуг компания Motorola предлагает различные переносные малогабаритные (весом до 700 г) и мобильные (весом до 2,5 кг) персональные терминалы. Каждый пользовательский терминал регистрируется в национальной шлюзовой станции, где ему присваивается кодовый номер и оговаривается первоначальное территориальное размещение.

Диапазоны и полосы частот радиолиний

Любой КА орбитальной группировки формирует 48 лучей излучения, образуя каждым лучом на Земле соту диаметром 640 км. В совокупности 48 лучей создают подспутниковую зону диаметром примерно 4500 км. Вся орбитальная группировка формирует квазисплошную подспутниковую зону, покрывающую всю поверхность Земли. Формирование подспутниковой зоны осуществляется с помощью расположенных на каждом КА шести антенных фазированных решеток (АФАР), Каждая АФАР формирует восемь лучей. Благодаря применению многолучевых антенн и сотовой структуры обслуживаемой зоны, рабочие частоты в системе Iridium используются многократно. При этом в смежных сотах используются различные частоты, а в каждой восьмой соте, создаваемой орбитальной группировкой, возможно повторение частот. В результате частоты диапазона 1616,0— 1626,5 МГц используются в системе более 150 раз.

Частотный диапазон коммерческой радиолинии:

• «Абонент — КА» содержит 64 частотных канала с разносом между ними 160 Кгц (ширина полосы частот каждого канала 126 Кгц)

• «КА—абонент» содержит 29 каналов с разносом между ними 350 Кгц (ширина полосы частот каждого канала 280 Кгц)

В табл. представлены диапазоны частот радиолиний системы Iridium и используемые полосы частот.

Наименование диапазона	Радиолиния	Диапазон частот	Ширина частот полосы канала
L	«Абонент— КА»	1616,0—1625,5 МГц	126 Кгц
L	«КА—абонент»	1616,0-1626,5 МГц	280 Кгц
Ка	«КА— шлюзовая станция»	19,6 ГГц 29,1-.29,3 ГГц	100 МГц
Ка	Шлюзовая станция—КА»	23,18-23,38 ГГц	100 МГц
Ка	Межспутниковая связь «КА—КА»	29,1-29,3 ГГц	200 МГц

Методы доступа:

В радиолиниях «абонент — КА» и «КА — абонент» применяется временное разделение каналов, формат много станционного доступа сочетает временное разделение каналов для каждой соты и частотное разделение для смежных сот (FDMA). При помощи фазовой Манипуляции ФМ-4 производится кодирование информации, которое обеспечивает сжатие речевой информации в цифровом виде. Информация о сжатии, а также сигналы циклической и тактовой синхронизации передаются по каналу управления, для чего в радиолинии «КА—абонент» задействовано 4 радиоканала. Коэффициент сжатия, информации (2,2/1) позволяет обеспечить передачу в радиолинии «КА—абонент» 55 речевых каналов на 25 несущих частотах. При передаче радиотелефонной информации вероятность ошибки на бит не выше 0,001, при передаче цифровых данных— 0,000001.

Орбитальная группировка КА формирует на поверхности Земли примерно 2150 сот при использовании 48 лучей АФАР каждого КА. Следовательно, при использовании

полосы частот 1616,0— 1626,5 МГц пропускная способность системы составляет 3835 дуплексных телефонных каналов связи.

Радиолиния межспутниковой связи

Каждый КА орбитальной группировки имеет радиолинии связи с двумя соседними КА, находящимися в одной орбитальной плоскости с ним, и двумя КА в соседних (слева и справа) орбитальных плоскостях.

Для поддержания меж спутниковой связи на каждом КА имеются четыре щелевые антенные решетки с коэффициентом усиления 36 дБ. Точность управления диаграммой направленности каждой антенны составляет ±5°. Используется полоса частот шириной 200 МГц в диапазоне 23,18-23,38 ГГц. Для исключения взаимных помех в межспутниковых каналах связи полоса частот шириной 200 МГц разбита на 8 отдельных частотных полос, которые образуют отдельные каналы связи. Скорость передачи информации в каждом канале 25 Мбит/с. Метод модуляции и кодирование информации такие же, как в радиолинии КА—абоненты. Каждый канал межспутниковой линии связи поддерживает 600 телефонных каналов без сжатия (1300 каналов при коэффициенте сжатия информации 2,2/1).