Спутники LEO
Спутники LEO
Спутники LEO (Рисунок 1.4, а) имеют следующие характеристики.
Круговые или эллиптические орбиты на высоте до 2000 км. Все предлагаемые и реальные системы располагаются на высоте от 500 до 1500 км.
• Период орбиты равен 1,5-2 ч.
• Диаметр зоны обслуживания равен примерно 8000 км. I • Задержка кругового распространения сигнала составляет не более 20 мс.
• Максимальное время, в течение которого спутник виден с фиксированной точки на поверхности Земли (в пределах радиогоризонта), достигает 20 мин.
• Ввиду высокой скорости относительного движения спутника и стационарного расположения наземной станции оборудование системы связи должно быть способно учитывать большие доплеровские сдвиги, которым подвергается частота сигнала.
• Для спутников LEO велико сопротивление атмосферы, поэтому орбита спутника постепенно деформируется.
Чтобы ввести в действие такую систему связи, нужно довольно много орбитальных плоскостей; кроме того, на каждой орбите должны находиться по несколько спутников. Тогда при сообщении двух наземных станций сигнал, как правило, будет передаваться с одного спутника на другой.
Спутники LEO имеют ряд преимуществ по сравнению с геостационарными спутниками. Кроме уже упомянутого сокращения задержки распространения сигнала, принимаемый сигнал, отправленный со спутника LEO, гораздо сильнее сигнала со спутника GEO при той же энергии передачи. Зону обслуживания спутника LEO можно локализовать с гораздо большей степенью точности, так что можно эффективнее распорядиться спектром частот, выделенным для спутника LEO. Именно поэтому данная технология сейчас предложена для связи с мобильными и персональными терминалами, для функционирования которых нужны более сильные сигналы. С другой стороны, чтобы 24 часа обеспечивать широкую зону обслуживания, нужно много спутников LEO.
Было выдвинуто несколько коммерческих предложений по использованию кластеров спутников LEO для предоставления услуг связи. Эти предложения можно разделить на две категории.
• Малые кластеры LEO. Такие кластеры, предназначенные для работы при частоте связи ниже 1 ГГц, используют полосу частот шириной не более 5 МГц и обеспечивают скорость передачи данных до 10 Кбит/с. Эти системы предназначены для поиска, слежения и низкоскоростного обмена сообщениями. Примером такой спутниковой системы является система Orbcomm, которая стала первой из малых действующих систем LEO: ее первые два спутника были запущены в апреле 1995 года. Система Orbcomm разрабатывалась для поиска и пакетной передачи данных и предназначалась для работы с небольшими пакетами данных длиной 6-250 байт. Она используется для отслеживания передвижения прицепов, железнодорожных составов, тяжелого оборудования и других удаленных и мобильных активов. Такую систему можно также использовать для наблюдения за удаленными приборами, резервуарами-хранилищами нефти и газа, скважинами и трубопроводами или для поддержки связи с рабочими, в какой бы точке земного шара они не находились. Для передачи данных на спутники этой системы используются частоты от 148,00 до 150,05 МГц, а для передачи сигналов со спутников — частоты от 137,00 до 138,00 МГц. g распоряжении системы Orbcomm находятся более 30 спутников на низких околоземных орбитах. Она поддерживает абонентскую скорость передачи данных на спутник, равную 2,4 Кбит/с, и со спутника — 4,8 Кбит/с.
• Большие кластеры LEO. Такие системы работают на частотах более 1 ГГц и поддерживают скорость передачи данных до нескольких мегабайтов в секунду. Эти системы стремятся предоставлять те же услуги, что и малые кластеры LEO, а также дополнительные услуги по передаче голоса и по определению местоположения. Примером большой системы LEO является система Globalstar. Ее спутники довольно примитивны. В отличие от некоторых малых систем LEO, на спутниках этой системы не установлено оборудования для обработки данных или связи между спутниками. Обработка данных большей частью проводится наземными станциями системы. В системе используется технология CDMA, подобная стандарту CDMA сотовой связи. Нисходящая связь с мобильными пользователями осуществляется в диапазоне 5-полосы (около 2 ГГц). Система Globalstar тесно интегрирована с традиционными звуковыми службами-носителями. Все звонки должны обрабатываться на наземных станциях. Группа спутников системы Globalstar состоит из 48 действующих спутников и 8 запасных. Эти спутники находятся на орбитах на высоте 1413 км.
