Система персональной подвижной спутниковой связи с космическим аппаратом на геостационарной орбите в интересах государств-членов Шанхайской организации сотрудничества

группировки космических аппаратов на геостационарной орбите.

Данная статья содержит предложения по созданию многофункциональной системы спутниковой мобильной связи с космическим аппаратом (КА) на геостационарной орбите (ГСО).

Актуальность создания системы определяется:

• -    необходимостью создания ресурса персональной спутниковой связи на всей территории стран-участниц ШОС;

U ИССЛЕДОВАНИЯ

Havko-

ЖГРАДА

• -    отсутствием универсальной и высокопроизводительной системы мобильной связи, обеспечивающей предоставление сервисов связи на всей территории стран-участниц ШОС в интересах различных групп потребителей;

• -    необходимостью обеспечения информационной независимости ШОС в среднесрочной и дальнесрочной перспективе.

Создание системы персональной подвижной спутниковой связи в интересах ШОС позволит решить ряд важнейших государственных социально-экономических и научно-технических проблем: обеспечение связью регионов с неразвитой инфраструктурой связи, продвижение российской высокотехнологичной продукции на мировой рынок, развитие международного сотрудничества, развитие научно-технической базы систем спутниковой связи, развитие отечественной инженерной школы.

Потребности в персональной подвижной спутниковой связи определяются потребностями государственных структур в зоне обслуживания системы, включающей в себя территорию государств-членов ШОС.

Совокупная потребность госструктур в услугах персональной подвижной спутнико- вой связи оценивается в 1,5 млн потенциальных абонентов [1].

Однако, учитывая ресурсы космического аппарата, значительный срок активного существования КА и тенденцию к увеличению числа потенциальных абонентов персональной подвижной спутниковой связи, предлагается разработку системы проводить исходя из абонентской емкости 3 млн потребителей.

Состав и назначение многофункциональной системы мобильной спутниковой связи на базе КА на ГСО

Система персональной подвижной спутниковой связи на базе КА на ГСО состоит из:

• -    подсистемы персональной спутниковой связи (ПСС) на базе КА на ГСО;

• -    наземного комплекса управления для КА на ГСО;

• -    комплекса орбитальных испытаний и контроля частотно-орбитального ресурса;

• -    наземного комплекса связи, включающего центральную станцию спутниковой связи и эксплуатации системы, земные станции и абонентские терминалы [2].

  
  
  

А. В. Кузовников, М. П. Иванова, А. А. Есипенко

Система персональной подвижной спутниковой связи с космическим аппаратом на геостационарной орбите

Основные характеристики и принципы построения подсистемы персональной подвижной спутниковой связи

Построение подсистемы персональной спутниковой связи (ПСС) возможно на использовании стандарта персональной спутниковой связи GMR-1 3G. Реализация данного стандарта позволит обеспечить наиболее востребованные сервисы мобильной спутниковой связи:

• -    голосовую связь со скоростью передачи информации 9,6 кбит/с;

• -    передачу данных с градацией скоростей передачи информации от 9,6 до 256 кбит/с (с поддержкой IP-соединений);

• -    прием мультимедийной информации на абонентские терминалы со скоростью до 444 кбит/с (с поддержкой услуг IMS).

Разработка системы может быть выполнена с учетом действующих стандартов, технических отчетов и рекомендаций, относящихся к построению систем спутниковой связи с персональными, переносимыми и перевозимыми терминалами, а именно:

• -    стандарта ETSI GMR-1 (TS 101.376, Releases 1,2,3);

• -    стандарта ETSI S-UMTS (TS 101.851);

• -    технических отчетов ETSI TC-SeS (TR 101.864; TR 101.865; TR 102.443);

• -    рекомендации МСэР-Р (М.1457-5).

Приведем обобщенную структурную схему системы ПСС. Здесь ГСР - геостационарный спутник-ретранслятор; ЗС – земная станция; ЦЗС – центральная земная станция; КИС – контрольно-измерительная система; АТ – абонентский терминал; 1 – наземная сеть связи общего пользования; 2 - центр управления сетью; 3 – центр управления полетом.

Состав и назначение подсистемы персональной подвижной спутниковой связи

В состав системы персональной подвижной спутниковой связи (СППСС) входят: – наземный комплекс СППСС:

• •    земные станции;

• •    абонентские терминалы;

  – космический комплекс СППСС:

• •    космический аппарат, функционирующий на ГСО;

• •    наземный комплекс управления космическим аппаратом.

СППСС создается как система, предназначенная для обеспечения связи и передачи данных в пределах зоны радиовидимости КА государств-членов ШОС в направлениях: - АТ-КА-ЗС;

• -    ЗС-КА-АТ;

• -    АТ-КА-АТ;

• -    ЗС-КА-ЗС.

Подсистема персональной подвижной спутниковой связи

На борту КА на ГСО предлагается раз-     13

местить бортовой ретрансляционный комплекс (БРК) персональной спутниковой связи в S- и С-диапазонах частот.

В состав БРК СППСС предлагается включить:

• -    антенно-фидерное устройство БРК

СППСС, состоящее из:

• •    приемопередающей многолучевой гибридной зеркальной антенны абонентского направления S-диапазона с размером апертуры до 12 м;

• •    приемопередающей параболической антенны магистрального направления С-диапазона;

• -    ретранслятор со стволами:

• •    S/C- и C/S-диапазонов для обеспечения двухсторонней связи между АТ и ЗС;

• •    S/S-диапазона для обеспечения двухсторонней связи между АТ;

• •    C/C-диапазона для обеспечения двухсторонней связи между ЗС.

БРК СППСС должен обеспечивать характеристики, приведенные в табл. 1.

В качестве базового стандарта для организации сетей предлагается использовать распространенный открытый стандарт DVB-RCS [3].

Основные энергетические параметры переносимых и перевозимых АТ взяты из Стандарта ETSI GMR-1 TS 101.376-5-5 V3.2.1 (2011-02) [4] и представлены в табл. 2.

Из расчетов энергетики радиолиний были получены электрические параметры ЗС, представленные в табл. 3.

Рассмотренная в статье система персональной подвижной спутниковой связи является ответом на множество вызовов, стоящих перед технологическим и инфраструктурным развитием рассмотренных стран. Создание подобной системы создаст условия для организации предоставления услуг подвижной связи в районах обслуживаемых государств-членов

■_■ ИССЛЕДОВАНИЯ

Havko-

ЖГРАДА

Таблица 1

Характеристики БРК СППСС

Ствол	Частоты приема, МГц	G/T, дБ/К	Частоты передачи, МГц	ЭИИМ, дБВт
S/C	2170,0–2186,5	не менее 11	3900,0–4230,0	не менее 44,6
C/S	5900,0–6220,0	не менее минус 5,7	1980,0–1996,5	не менее 44
S/S	2170,0–2186,5	не менее 11	1980,0–1996,5	не менее 44
С/С	5900,0–6220,0	не менее минус 5,7	3900,0–4230,0	не менее 44,6

Таблица 2

Основные параметры АТ ПРС

Тип АТ ПРС	НТ	ПТ
Коэффициент усиления приемопередающей антенны, не менее, дБ	2	2
ЭИИМ в режиме насыщения, не менее, дБВт	минус 1	5
Диапазон регулировки ЭИИМ, дБВт	минус 3,0–0,8	3,0–6,8
Приведенная добротность приема, не менее, дБ/К	минус 27	минус 27
Поляризация принимающей антенны	круговая	круговая
Поляризация передающей антенны	левая круговая	левая круговая
Количество несущих частот на прием и передачу	528	528
Скорость передачи голосовой информации, кбит/с	9,6	9,6
Скорость передачи информации, кбит/с	9,6–256	9,6–256
Скорость приема информации, кбит/с	до 444	до 444

Таблица 3

Электрические параметры ЗС

Диапазон рабочих частот	С
Коэффициент усиления G, дБ	47
Добротность G/T, дБ/К	21
Ширина диаграммы направленности	0,014
Шумовая температура системы, приведенная к фланцам поляризатора, К (при чистом небе и температуре окружающей среды 14 °С, угол места 100)	400
КСВН	< 1,5
Кроссполяризационная развязка для круговой поляризации, дБ	25

ШОС с неразвитой наземной инфраструктурой связи. Главной особенностью описанной системы является использование КА на ГСО. Данное построение позволяет обеспечить обслуживание всей территории Казахстана, Киргизии, КНР, России, Таджикистана и Узбекистана, сохранив гибкость системы с точки зрения абонентов.