В статье Спутниковые системы связи описаны в общих чертах наиболее популярные системы спутниковой связи. Поговорим подробней об одной из них. Iridium является глобальной спутниковой системой подвижной персональной радиосвязи. Она основана на использовании низкоорбитальных космических аппаратов. Система спутниковой связи Иридиум предоставляет услуги подвижной связи на всей территории Земли.
Система состоит из трех основных сегментов: космического, наземного и абонентского.
Космический сегмент спутниковой связи Иридиум.
Космическая группировка спутниковой связи Иридиум включает 66 основных и 6 запасных (Big LEO) спутников с высотой орбиты 780 км. Спутники расположены в шести орбитальных плоскостях с углом наклона 86,4°. Угловое расстояние между соседними орбитальными плоскостями составляет 3,6°. Между 1 и 6 плоскостями угловое расстояние равно 22°. Орбитальный период составляет 100 минут 28 секунд. Вес спутника — 700 кг, количество зональных лучей — 48, средняя мощность канала — 16 дБ.
Используемые частоты спутниковой связи Иридиум :
- Телефон — Спутник (L-диапазон) 1616 — 1626,5 МГц
- Спутник — Спутник (К-диапазон) 23,18 — 23,38 ГГц
- Спутник — Наземная станция (К-диапазон) 19,4 — 19,6 ГГц
- Наземная станция — Спутник (К-диапазон) 29,1 — 29,3 ГГц
Антенные системы космических аппаратов формируют 48 парциальных лучей, которые создают общую зону покрытия диаметром более 4000 км. Одна парциальная зона имеет диаметр около 700 км.
Для исключения дублирования от соседних космических аппаратов часть лучей выводится из активного режима работы. Так, из общего количества 3168 лучей в текущий момент времени активны только 2150. Но этого хватает для создания глобальной зоны покрытия Земли.
Для обеспечения связи с центром управления спутник использует четыре антенны. Также четыре антенны применяются для ретрансляции сигнала в космосе : две для связи с соседними космическими аппаратами на одной орбите и две для связи с космическими аппаратами на соседних орбитах.
Это обеспечивает возможность многократной ретрансляции сигналов и создания сетки космических линий глобальной спутниковой связи Иридиум. Скорость передачи цифрового потока в L-диапазопе при телефонной связи составляет 4800 бит/с, при передаче данных — 2400 бит/с.
Количество цифровых телефонных каналов составляет 3840. Каналы формируются методом частотного (FDMA) и временного (ТОМА) разделения. Способ модуляции QPSK со сглаживанием фазы и применение помехоустойчивого кодирования с прямым исправлением ошибок (FEC) позволяет реализовать высокую помехоустойчивость приема .
При частотном разделении каналов полоса частот 10,5 МГц, выделяемая базовой станции, делится на 250 полос шириной 41,67 кГц. В каждой полосе излучается своя несущая со скоростью цифрового потока 50 Кбит/с.
В спутниковой связи Иридиум каналы радиосвязи L-диапазона не закрепляются за отдельными мобильными терминалами , а используются по мере поступления заявок на переговоры. При этом значительно увеличивается пропускная способность космического аппарата.
Выделенная полоса 200 МГц (К-диапазон) разделена на 12 полос со скоростью 3,125 Мбит/с. Достоверность приема информации в К-диапазоне оценивается вероятностью ошибки не хуже I07 .
Сеть линий связи между космическими аппаратами формирует 8 полос шириной 25 МГц и скоростью 12,5 Мбит/с.
Наземный сегмент спутниковой связи Иридиум.
В наземный сегмент входят две центральные станции управления и контроля. Они осуществляют управление орбитальной группировкой космических аппаратов , организуют синхронизацию системы спутниковой связи Иридиум , организуют групповые тракты передачи.
Наземный сегмент включает 20 базовых станций сопряжения и управления связью . Базовая станция имеет четыре терминала, каждый из которых имеет параболическую антенну с диаметром основного зеркала 3,1 м, сопровождающую космический аппарат. Связь переключается от текущего активного космического аппарата к следующему восходящему, обслуживаемому другим терминалом. Процесс переключения для пользователей системы спутниковой связи Иридиум незаметен. Данный процесс обеспечивается двумя терминалами. Два других терминала компенсируют неординарные атмосферные условия, влияющие на качество связи и обеспечивают резервирование на случай отказа оборудования.
Абонентский сегмент спутниковой связи Иридиум.
Абонентский сегмент системы спутниковой связи Иридиум представлен следующими видами абонентских терминалов:
- портативными носимыми телефонными трубками;
- мобильными терминалами, включающими антенну, усилитель, блок питания для использования в любом транспортном средстве;
- стационарными устройствами установленными на удаленных объектах.
Носимая абонентская станция имеет схожие характеристики с аппаратами сотовых систем и штыревую антенну, длинной порядка 10 см . Поэтому не требуется соблюдения точной ориентации антенны на спутник , а достаточно установить ее в вертикальном положении.
В организации доступа абонента системы спутниковой связи Иридиум используются принципы, присущие сетям связи общего пользования. Сигнал, поступивший с телефонной трубки на ближайший спутник, передается на наземную базовую станцию, которая проверяет право использования услуг системы и вновь направляет сигнал на ближайший спутник Iridium.
Сигнал, полученный от наземной базовой станции, по каналам межспутниковой связи передается абоненту, который может находиться в любом месте Земли.
Использование спутниковой связи Иридиум (Iridium) для яхтинга будет описано в отдельной статье .
Источник: Морская библиотека