История развития сотовой связи, хронология

1947 год Выдвинута идея создания сотовых сетей подвижной связи (США - Д. Ринг).

1974 год Начало разработки сотовых сетей подвижной связи общего пользования (США).

1979 год Создание системы сотовой подвижной связи стандарта AMPS (США).

1981 год Начало внедрения сотовых систем связи стандарта NMT-450 в Скандинавских странах (Дания, Швеция, Финляндия и Норвегия).

1982 год Начало разработки системы сотовой подвижной связи стандарта GSM (ETSI).

1985 год Начало исследований в МСЭ по созданию единой системы подвижной связи третьего поколения IMT-2000.

1989 год Разработка фирмой "Qualcomm" первой сотовой системы связи, использующей технологию СDМА (США).

1990 год Начало работ по созданию UMTS (ETSI).

1991 год Начало внедрения сотовых сетей подвижной связи в России.

Сотовая связь является одним из быстроразвивающихся родов подвижной радиосвязи. Сотовые системы связи (радиотелефонные сотовые сети) предназначены для установления подвижной связи в местах с высокой плотностью проживания населения.

Аппаратура, применяемая в сотовых системах, достаточно сложна, а значит, имеет и достаточно высокую стоимость. Поэтому определяющим условием для её развёртывания с точки зрения рентабельности является плотность населения.

Сотовые системы связи сопрягаются с другими родами связи (например, с космической связью) и, следовательно, имеют выход на междугородные линии связи.

Архитектура сотовых систем аналогична транкинговым системам и построена следующим образом.

Территория города делится на участки (соты), в каждом из которых действует базовые радиостанции с ретранслятором, имеющие свои информационные и служебные каналы.

Все они связаны с центральной базовой станцией, осуществляющей выход в городскую телефонную сеть. Абонент сотовой системы перемещается в зоне действия ее сети связи, передается от одной базовой станции к другой с динамическим изменением канала связи.

Небольшие по размерам соты позволяют более эффективно использовать частотный диапазон. Это достигается за счет того, что между небольшими по размерам сотами многократно перераспределяются все доступные (одни и те же) радиочастотные каналы системы, с учетом обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) между ними.

Таким образом, сотовая топология построения систем связи в отличие от радиальной (однозонового транкинга) характеризуется большей емкостью абонентского обслуживания, за счет более эффективного использования радиочастотного спектра.

3-й учебный вопрос. Аналоговые и цифровые системы радиорелейной связи

Радиорелейная связь (от радио и франц. relais – эстафета), радиосвязь, осуществляемая при помощи цепочки приемо-передающих радиостанций, как правило, отстоящих друг от друга на расстоянии прямой видимости их антенн. Осуществляется обычно на деци- и сантиметровых волнах.

Радиоволны дециметрового (ДЦВ) и сантиметрового диапазонов (СВ) распространяются в основном за счет поверхностной волны прямолинейно. Поэтому связь с ее помощью может быть организована только на дальности прямой видимости. Для того чтобы максимально увеличить расстояние прямой видимости между РРС, их антенны устанавливают на мачтах или башнях высотой 70–100 м и по возможности – на возвышенных местах.

Максимальная дальность радиорелейной связи определяется не только физической прямой видимостью, но и радиовидимостью, которая зависит от частотного диапазона используемых РРС, частотной емкости ствола (скорости цифрового потока), размера антенн.

На равнинной местности расстояние между РРС обычно составляет 40-70 км, в горах и на пересеченной местности оно может быть увеличено за счет установки РРС на возвышенностях или вершинах гор. Если расстояние между РРС превышает пределы прямой видимости, то устанавливают промежуточные (ретрансляционные) РРС.

В радиорелейных линиях возможны три типа радиорелейных станций: оконечная (ОРС), промежуточная (ПРС)иузловая (УРС).

На ОРС производится преобразование сообщений, поступающих по соединительным линиям от междугородных телефонных, ТВ и вещательных станций, в сигналы, передаваемые по РРЛ, а также обратное преобразование. На ОРС начинается и заканчивается линейный тракт передачи сигналов.

С помощью УРС разветвляются и объединяются потоки информации, передаваемые по разным РРЛ, на пересечении которых и располагаются УРС. К УРС относят также станции РРЛ, на которых осуществляется ввод и вывод телефонных, ТВ и других сигналов, посредством которых расположенный вблизи от УРС населенный пункт связывается с другими пунктами данной линии.

На ОРС или УРС всегда имеется технический персонал, который обслуживает не только эти станции, но и осуществляет контроль и управление с помощью специальной системы телеобслуживания ближайшими ПРС.

ПРС выполняют функции активных ретрансляторов без выделения передаваемых сигналов электросвязи и введения новых и, как правило, работают без постоянного обслуживающего персонала.

Теперь следует сказать о том, почему выбраны диапазоны ДЦВ и СВ. Оказывается, ширина полосы частот этих диапазонов позволяет работать в нем радиопередатчикам с шириной спектра сигналов до нескольких десятков МГц.

Как известно, отношение ширины полосы пропускания одиночного колебательного контура к его резонансной частоте равна

,

где – добротность контура.

Обычно в контурах, применяемых в радиоустройствах, это отношение не превышает 1-3%, следовательно, если на волне длиной 1000 м ширина полосы контура может быть 3-9 кГц, то на волне длиной 10 см она составляет 30-90 МГц. Таким образом, на УКВ можно осуществлять передачу сигналов,

Рис. 9. Система радиорелейной связи

занимающих очень широкую полосу частот, например TV или большое число ТЛФ.

Важной особенностью диапазона УКВ является практическое отсутствие на этих волнах внешних помех: атмосферных и промышленных.

Антенны, обладающие большой направленностью на ультракоротких волнах, имеют сравнительно небольшие размеры, т.к. КНД обратно пропорционален квадрату длины волны при постоянной площади антенны. С такой антенной передатчик мощностью в 1 Вт создает напряженность поля в точке приема равную передатчику мощностью 10 кВт, работающему на ненаправленную антенну.

Типовая структурная схема многопролетной РРЛ показана на Рис. 10.

Рис. 10. Система радиорелейной связи

Система содержит:

АУ – аппаратуру уплотнения (мультиплексор), в которой на передаче сигналы отдельных каналов объединяются в один общий групповой сигнал (ГС), а в приемной части происходит выделение из группового сигнала сигналов отдельных каналов.

Обычно в этих целях используют аппаратуру объединения и разделения каналов, применяемую в проводных системах.

ВЧ аппаратуру – передатчик (Прд) и приемник (Прм): в передатчике групповой сигнал преобразуется в сигнал ВЧ и усиливается; в приемнике сигнал ВЧ преобразуется в групповой сигнал и усиливается.

Часть линии с ВЧ излучением называется стволом.

Строительство РРЛ и ее эксплуатация во многом определяется правильностью выбора трассы. Обычно рассматривают и прорабатывают несколько альтернативных вариантов с учетом природно-географических особенностей местности, наличия ресурсов, близости к населенным пунктам и др. Из нескольких вариантов выбирают наиболее выгодный: с наибольшей длиной пролета и наибольшим числом РРС вблизи населенных пунктов, наименьшими высотами опорных антенн, наименьшим числом ретрансляционных станций и т.д. Одним из важных условий, которое необходимо соблюдать при выборе трассы РРЛ, является условие «зигзагообразности» для исключения помехи от станций через три-пять пролетов, т.к. при существующих частотных планах РРЛ на каждой четвертой станции частота приема совпадает с частотой первой станции (Рис. 11).

Рис. 11. Обеспечение «зигзагообразности» радиорелейной трассы

РРЛ можно классифицировать по различным признакам и характеристикам:

По принятой в настоящее время классификации РРЛ разделяются на системы большой (600 и более каналов ТЧ в одном стволе - 100 Мбит/с), средней (60 - 600 каналов ТЧ), малой (менее 60 каналов ТЧ) емкости.

По диапазону рабочих (несущих) частот РРЛ подразделяются на линии метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов.

По способу мультиплексирования и виду модуляции несущей можно выделить:

а) РРЛ с частотным уплотнением (разделением) каналов (ЧРК) и ЧМ гармонической несущей;

б) РРЛ с временным уплотнением (разделением) каналов (ВРК) и аналоговой модуляцией импульсов, которые затем модулируют несущую; существует целый ряд областей применения РРЛ связи, где использование систем с ВР дает большие преимущества. Аппаратура с ВР проще и компактнее, а также при ВР легче осуществляется выделение каналов на ПРС. Поэтому системы с ВР целесообразно использовать на линиях, где требуется относительно небольшое число каналов, но зато необходимо выделение этих каналов почти на каждой станции.

в) цифровые РРЛ, в которых используется принцип ИКМ.

В последнее время существенно возрастает при создании линий связи удельный вес цифровых РРЛ (ЦРРЛ).

4-й учебный вопрос. Спутниковые системы связи

Спутниковая система связи – это своего рода радиорелейная система с ретранслятором, расположенным в открытом космосе. При этом многие системы спутниковой связи используют те же полосы частот, что и наземные радиорелейные системы связи. В то же время спутниковые системы открывают возможности организации новых видов услуг, которые нельзя обеспечить с помощью радиорелейных линий связи прямой видимости. Это, прежде всего, передача информации от одного источника очень большому числу приемников, расположенных на большой территории (телевидение, радиовещание и др.).

Принцип осуществления спутниковой связи заключается в следующем. Пусть необходимо обеспечить двустороннюю связь между пунктами управления (Рис. 12). Тогда в этих пунктах устанавливаются приемопередающие радиостанции. Кроме того, на околоземную орбиту выводится ИСЗ, на борту которого размещена аппаратура переприема (ретрансляции) сигналов связи. Для обеспечения связи радиосигнал от станции №1 передается на частоте передачи в сторону ИСЗ, ретранслируется аппаратурой спутника и принимается станцией №2 на частоте . Передача сигнала в обратную сторону (от станции 2 к станции 1) производится аналогично, но на других частотах и . Разделение сигналов может осуществляться не только по частоте, но и по времени, поляризации, направлению.

Рис. 12. Принцип осуществления спутниковой связи

Для обеспечения двусторонней радиосвязи между двумя земными станциями (Рис. 13) спутник связи - ретранслятор должен находиться в зоне одновременной радиовидимости ИСЗ земными станциями. Эта зона образуется пересечением касательных аа' и бб' к поверхности Земли. Таким образом, ИСЗ №1, движущийся по орбите MN, будет одновременно наблюдаться с земных станций при его движении по участку орбиты а'б'. Антенны земных станций для обеспечения связи должны быть ориентированы на ИСЗ №1. Если спутник связи перемещается по орбите относительно земных станций, то их антенные системы должны осуществлять непрерывное слежение за перемещением спутника связи в пространстве.

Рис. 13. Зона радиовидимости ИСЗ земными станциями

Здесь же показана орбита KL движения ИСЗ №2, который находится вне зоны одновременной радиовидимости земными станциями А и Б. Очевидно, что радиосвязь между станциями А и Б с использованием ИСЗ №2 в реальном масштабе времени реализована быть не может.

Аппаратура земных станций, ретранслятор связи на ИСЗ, а также области пространства распространения сигналов связи составляют радиолинию спутниковой связи (РЛСС). В простейшем случае сигнал на пути распространения от ЗС №1 к ЗС №2 ретранслируется один раз; такая РЛСС называется односкачковой. Односкачковые радиолинии спутниковой связи находят наиболее широкое применение, причем через один PC могут работать одновременно несколько ЗС. Возможно также построение РЛСС и более сложной структуры, когда сигнал ретранслируется два или даже несколько раз путем образования многоскачковых радиолиний, или применение двух и более PC, в том числе и смонтированных на различных ИСЗ.

Радиосвязь, использующая PC на ИСЗ, имеет ряд особенностей, определяющих ее специфику.

1). Важной особенностью линий спутниковой связи является возможность перекрытия весьма больших расстояний между оконечными станциями. При этом удаление ретранслятора спутника связи от земных станций значительно превышает расстояния, имеющие место между соседними станциями и обычной радиорелейной или даже тропосферной связи. Это вызывает необходимость использования в наземных станциях мощных передатчиков, антенн с большим коэффициентом усиления, а также высокочувствительных приемных устройств с малым коэффициентом шума.

Современное состояние антенной техники СВЧ-диапазона, который используется в системах связи через ИСЗ, позволяет проектировать остронаправленные антенные системы с высоким коэффициентом усиления.

2). Большая протяженность линий спутниковой связи вызывает значительную потерю энергии (до 200 дБ), а также временную задержку сигнала и появление эхо-сигналов, что затрудняет ведение двусторонней дуплексной телефонной связи. Максимальное время задержки сигнала на трассе распространения «ЗС – PC на ИСЗ – ЗС» при использовании стационарного спутника-ретранслятора достигает 290 мс.

3). Специфической особенностью некоторых ССС является перемещение ИСЗ-ретранслятора по орбите относительно земной станции с различной угловой скоростью. Это, в свою очередь, приводит к изменению уровня сигнала в точке приема, а также к появлению эффекта Доплера (изменению несущих частот на радиолиниях спутниковой связи).

Доплеровский сдвиг может составлять от десятков кГц до долей Гц.

При передаче широкополосных сигналов доплеровский сдвиг кроме переноса спектра сигнала вызывает eго деформацию.

Для борьбы с этими явлениями в приемных устройствах земных станций применяются специальные схемы компенсации эффекта Доплера

4). Особенностью ССС является и то, что на работу элементов оборудования PC влияет ряд факторов, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации систем и аппаратуры спутниковой связи. К этим факторам в первую очередь относятся:

- высокий вакуум;

- своеобразные условия теплообмена, связанные с трудностями отвода тепла и перегревом аппаратуры;

- солнечные и космические излучения;

- воздействие частиц метеоритного вещества, магнитных и гравитационных полей;

- влияние радиационных поясов Земли, структуры и характеристик земной атмосферы;

- современные PC на ИСЗ являются необслуживаемыми радиотехническими объектами.

Все перечисленные обстоятельства предъявляют повышенные требования к надежности и живучести аппаратуры ретранслятора, ставят задачи обеспечения автоматизации процессов управления и эксплуатационного обслуживания PC.

5). Постоянный рост потребностей в передаче большого числа мощных потоков информации порождает необходимость развертывания многих РЛСС между пунктами в различных географических районах и внутри каждого из них. Это, в свою очередь, требует создания широко разветвленной сети спутниковой связи.

Применение для каждой линии такой сети отдельного спутника связи нерационально из-за больших материальных затрат на производство, запуск и эксплуатацию ИСЗ. Для повышения эффективности системы космической связи необходимо создать условия для одновременной работы многих земных станций через один PC. т.е. реализовать режим многостанционного доступа (МСД). Принципиальная возможность обеспечения МСД в сетях спутниковой связи основывается на значительном потенциале информационной емкости ретрансляционных трактов, работающих в диапазоне СВЧ, а также на том, что антеннами ретранслятора может освещаться определенная площадь (зона), в пределах которой могут работать многие земные станции различных радиолиний спутниковой связи.

Специфика спутниковой связи обусловливает особенности построения структуры радиолинии спутниковой связи и функции ее основных элементов. Общая структурная схема односкачковой РЛСС представлена на Рис. 14.

Она включает в себя две ЗС и PC. Ретранслятор состоит из приемника (ПРМ) и передатчика (ПРД), а для излучения энергии в сторону ЗС могут использоваться либо две антенны (отдельно на прием и передачу), либо дуплексирующее устройство (ДУ) и одна антенна.

Для фиксации каждой антенны в заданном направлении на борту ИСЗ устанавливается аппаратура ориентации и стабилизации (на рисунке не показана). В составе каждой ЗС имеется антенна, а также аппаратура наведения и слежения за спутником (АН).

Рис. 14. Радиолиния спутниковой связи

Поскольку антенна должна быть управляемой, с большим усилением и малыми собственными шумами, то она оказывается довольно сложной и дорогостоящей. Поэтому на ЗС используется, как правило, одна антенна, а для обеспечения одновременной работы передатчика и приемника применяется дуплексер. Для одновременной работы многих ЗС через один PC предусматривается аппаратура многостанционного доступа (АМД). Аппаратура объединения и разделения каналов (в другой терминологии – аппаратура уплотнения – АУ), выполняет ту же роль, что и в других многоканальных линиях связи. На рисунке видно, что по своей схеме односкачковая радиолиния спутниковой связи напоминает двухинтервальную радиорелейную линию прямой видимости. Однако это сходство является чисто внешним, поскольку условия работы, структура элементов и возможности указанных линий оказываются различными, что влечет за собой отличия в составе аппаратуры и ее функциях.

Рассмотренные особенности спутниковой связи определяют в целом ее достоинства и недостатки.

Достоинствами спутниковой связи являются:

- большая дальность связи при охвате значительных территорий;

- оперативность строительства линий и сетей, возможность обеспечения связи в труднодоступных районах и через препятствия (океаны, моря, пустыни, горы и т.п.);

- возможность передачи потоков информации любого вида (обеспечение высококачественной двусторонней многоканальной телефонии в аналоговой и цифровой форме, телеграфной и фототелеграфной связи, передачи сигналов телевидения и т.п.);

- возможность обеспечения высокого качества связи независимо от расстояния между земными станциями, времени года, суток и атмосферных помех;

- возможность обеспечения одновременной связи по широко-разветвленной сети между многими пунктами (корреспондентами) при установке ЗС как на движущихся (морские и космические корабли, самолеты, вертолеты, автомашины, железнодорожные платформы и т. п.), так и на неподвижных объектах;

- высокая надежность и экономичность;

- малая уязвимость от воздействия ядерных взрывов;

- высокая мобильность и маневренность связи.

Недостатками спутниковой связи являются:

- сложность системы спутниковой связи в целом и большие первичные затраты на ее строительство, эксплуатацию и управление;

- возможность радиоэлектронного воздействия на систему, а также физического уничтожения ее элементов;

- ограничение информационной емкости сетей спутниковой связи пропускной способностью ретрансляторов.

Высота орбиты - важнейшая характеристика космического сегмента спутниковой системы связи. Она выбирается на основании многих факторов, включая энергетические характеристики радиолинии, задержку при распространении радиоволн, близость к орбите радиационных поясов Ван Аллена, размеры и расположение обслуживаемых территорий.

Геостационарные орбиты (GEO). Геостационарные спутники, располагаясь на высоте примерно 36000 км, находятся постоянно над заданной точкой земной поверхности. Этот эффект достигается за счет того, что КА, двигаясь со скоростью вращения Земли, как бы зависает над определенной точкой поверхности, расположенной на экваторе. Связь через геостационарный КА не имеет перерывов в обслуживании, обусловленных взаимным перемещением спутника и терминала пользователя. Система из трех спутников обеспечивает охват практически всей территории земной поверхности.

К достоинствам систем на геостационарной орбите следует, в первую очередь, отнести возможность обеспечения непрерывной связи в глобальной зоне обслуживания и практическое отсутствие сдвига частоты за счет доплеровского эффекта.

Ресурс геостационарных КА достаточно высок: срок эксплуатации современных КА составляет около 15 лет. Но это не предел, теоретически он может быть увеличен до 25 лет.

Однако эти системы имеют ряд недостатков. Спутники на геостационарных орбитах можно с успехом использовать для систем радио- и телевизионного вещания, где задержки в 250 мс в каждом направлении не сказываются на качественных характеристиках сигналов. В то же время в системах персональной радиотелефонной связи длительная задержка ухудшает качество телефонной связи. Суммарная величина задержки в этих системах составляет 600 мс (с учетом времени обработки и коммутации в наземных сетях), что затрудняет общение абонентов.

Средневысотные орбиты. Для их обозначения используется общепринятый в мировой практике термин MEO (Medium Earth Orbit).

Трасса средневысотных спутников проходит между первым и вторым поясами Ван Аллена, т.е. в диапазоне высот от 5000 до 15000 км (Рис. 15). Они могут создать меньшую зону обслуживания, чем геостационарные, поэтому для глобального охвата наиболее населенных районов Земного шара и судоходных акваторий необходимо 7-12 спутников.

Полная задержка распространения сигналов при связи через средневысотные спутники составляет не более 130 мс, что позволяет использовать их для телефонной радиосвязи.

Низкие круговые орбиты. Системы, использующие спутники на низких орбитах, высотой 500-2000 км, обладают существенными преимуществами по сравнению с другими в части энергетических характеристик, но проигрывают им по продолжительности сеансов связи и времени активного существования космического аппарата.

Со снижением высоты орбиты уменьшается мгновенная зона обслуживания, и, следовательно, требуется значительно больше спутников для глобального охвата, при этом число ее спутников не может быть менее 48. Период обращения КА на этих орбитах составляет 1-1,5 ч, максимальное время пребывания в зоне радиовидимости не превышает 10-15 мин.

Эллиптические орбиты. Основными параметрами, характеризующими тип эллиптической орбиты, являются период обращения спутника вокруг Земли и эксцентриситет (показатель эллиптичности орбиты).

За счет высокого апогея спутник на высокоэллиптических орбитах большую часть времени остается в зоне видимости определенного региона, обеспечивая связь в течение длительного времени. Так, спутник с орбитой типа «Молния» (апогей 40000 км, перигей 460 км) обеспечивает сеанс связи продолжительностью 8-10 час, а система из трех таких спутников - глобальную круглосуточную связь.

Рис. 15. Пояса Ван Аллена

Международная система Inmarsat предназначена для обеспечения безопасности мореплавания, глобального оповещения о бедствиях на море, в воздухе и на суше, радиоопределения местоположения подвижных объектов, координации поисково-спасательных работ на море. Организация Inmarsat (International Maritime Satellite Organization) создана в 1979 г. В ее состав входят 79 государств. Штаб-квартира организации находится в Лондоне. Эксплуатация системы для морских пользователей осуществляется с 1982 г. Услуги для авиационной и сухопутной служб подвижной спутниковой связи были предложены с начала 90-х годов.

Система охватывает 4 океанических региона. Над каждым из океанических регионов находятся по одному действующему и по два запасных спутника, что обеспечивает покрытие практически всей поверхности Земного шара, за исключением приполярных районов.

Функционально система содержит геостационарные спутники связи, береговые станции, установленные на различных континентах, и разветвленную сеть подвижных станций различных типов (стандартов).

Система ИНМАРСАТ предоставляет следующие виды услуг: телефонную, телеграфную и факсимильную связь, передачу данных, прием сигналов спутниковых радионавигационных систем.

Рис. 16. Зоны радиопокрытия системы INMARSAT

Система Globalstar разрабатывается консорциумом ряда фирм.

Назначение системы:

- обеспечение подвижных абонентов радиотелефонной связью на обширных территориях;

- создание новых систем передачи данных и речи в дополнение к существующим наземным сетям;

- предоставление пользователям таких услуг, как определение местоположения, персональный радиовызов, телефакс.

Техническая идеология построения системы Globalstar состоит в использовании методов сотовой связи при выносе в космическое пространство ретрансляторов базовых станций.

Система Globalstar предусматривает организацию двух типов служб. Это телекоммуникационные службы, включая речевую (радиотелефонную) связь и передачу данных, а также службы определения местоположения

Рис. 17. «Носимые» абонентские терминалы Globalstar

Рис. 18. «Возимые» абонентские терминалы Globalstar

Рис. 19. Терминалы фиксированного абонентского доступа системы Globalstar

Низкоорбитальная система спутниковой связи «Гонец» предназначена для обеспечения подвижных и стационарных абонентов персональной связью в глобальном масштабе с использованием малогабаритных пользовательских терминалов.

Система «Гонец» предоставляет пользователям следующие виды услуг:

- радиотелефонный обмен между абонентами

- передача любых цифровых данных в пакетном режиме (факсы, телексы, графические изображения)

- глобальный персональный радиовызов абонентов

- сбор информации с любых датчиков технологического и экологического контроля

- определение местоположения (координат) подвижных объектов и передача этой информации в центр управления группировкой.

Услуги и области использования системы "Гонец-Д1" ориентированы в основном на региональное (групповое) обслуживание, т.е. основной объем трафика составляют сообщения между пользователями, находящимися внутри определенного региона. Протяженность региона составляет около 4000 км.

Рис. 20. Абонентский терминал системы «Гонец»

Рис. 21. Схема построения НССС «Гонец-Д1»

Система «Сигнал» предназначена для обеспечения непрерывного круглосуточного информационного обмена в реальном времени между подвижными и стационарными абонентами. Она предоставляет абонентам следующие виды услуг:

- организацию дуплексной речевой связи со скоростью 2,4 Кбит/с в диапазонах частот 1,5/1,6 ГГц и 11/14 ГГц:

- передачу данных со скоростью 1,2-2,4 Кбит/с в диапазонах частот 1,5/1,6 ГГц и 11/14 ГГц;

- персональный вызов со скоростью 300 и 600 бит/с в диапазоне частот 0,4 ГГц. Предусматривается возможность увеличения скорости передачи до 9,6 Кбит/с путем объединения нескольких каналов.

Структура системы приведена на Рис. 22. Система состоит из космического и земного сегментов. В состав земного сегмента входят:

- центр управления полетом (ЦУП):

- центр управления связью (ЦУС);

- сеть стационарных базовых станций;

- сеть узловых и абонентских станций.

Глобальная навигационная система GPS (Global Positioning System), известная также как Navstar (Navigaion System with Time and Ranging - Навигационная система определения времени и дальности), предназначена для передачи навигационных сигналов, которые могут одновременно приниматься во всех регионах мира. Система была разработана по заказу Министерства обороны США.

Российская спутниковая навигационная система (СНС) аналогичного назначения, известная под названием «Глонасс» (Глобальная навигационная спутниковая система) разрабатывалась по заказу Министерства обороны России, но сейчас применяется для предоставления навигационных услуг различным категориям потребителей – без каких-либо ограничений.

Рис. 22. Структурная схема системы СИГНАЛ

Системы имеют сходную архитектуру. В их состав входят космический сегмент, состоящий из 24 КА, сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательский сегмент (навигационные приемники).

Рис. 23. Орбитальная группировка навигационных систем

Координаты подвижного абонента определяются с помощью стандартного навигационного GPS- или GPS/Глонасс-приемника (рис.), встроенного в терминал пользователя. Устройство, как правило, использует собственную миниатюрную антенну и автономно вычисляет географические координаты и всемирное время (UTC) по навигационным сигналам. В отдельных случаях навигационная антенна совмещается со связной антенной абонентского терминала (например, в системе Inmarsat-C), а прием навигационных данных может осуществляться как в обслуживаемом, так и в необслуживаемом режимах его работы.

Рис. 24. Схема определения координат объекта в системах спутниковой связи с использованием GPS/Глонасс-приемников