СИСТЕМА  СПУТНИКОВОЙ  СВЯЗИ  С  КОМБИНИРОВАННОЙ  ОРБИТАЛЬНОЙ  ГРУППИРОВКОЙ  ДЛЯ  ОРГАНИЗАЦИИ  ПЕРСОНАЛЬНОЙ  СВЯЗИ

Журавлева  Татьяна  Николаевна

студент  2  курса  кафедры  ИКИТ  СФУ 
РФ,  г.  Красноярск

E-mail: 

Головков  Владимир  Владимирович

аспирант  СибГАУ  им.  ак.  М.Ф.  Решетнева, 
РФ,  г.  Красноярск

E-mail:  golovkov.vladimir@gmail.com

Вирясов  Михаил  Михайлович

аспирант  КНИТУ-КАИ, 
РФ,  г.  Казань

E-mail:  bazke@ya.ru

Кузовников  Александр  Витальевич

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент  кафедры  КИС  СибГАУ  им.  ак.  М.Ф.  Решетнева, 
РФ,  г.  Красноярск

В  настоящее  время  за  рубежом  активно  эксплуатируются  системы  персональной  спутниковой  связи  c  КА  на  ГСО:  Thuraya,  ACeS,  Inmarsat.  В  то  же  время  в  Российской  Федерации  до  сих  пор  не  создана  подобная  система  связи.

Огромные  размеры  территории,  наличие  большого  количества  труднодоступных  и  малоосвоенных  регионов,  неразвитая  инфраструктура  делают  особо  привлекательным  построение  сетей  связи  на  базе  спутниковых  технологий.  Особо  следует  выделить  политико-экономическую  значимость  обеспечения  связью  северных  регионов  страны,  богатых  природными  ресурсами,  особенно  в  современных  условиях  геополитической  конкуренции  ведущих  мировых  держав  в  Арктическом  регионе.  Также  стратегическое  значение  имеет  интеграция  районов  Крайнего  Севера  в  единое  информационное  пространство  страны  и  ликвидация  цифрового  неравенства  регионов.

Особую  актуальность  мобильная  спутниковая  связь  приобретает  при  возможности  конфиденциальной  передачи  информации  –  наличие  режима  конфиденциальной  связи  позволит  использовать  систему  в  интересах  государственных  структур.

Для  абонентов  спутниковой  сети  связи  предлагаются  следующие  сервисы:

·голосовая  связь  между  абонентами  системы  из  любых  обслуживаемых  регионов;

·голосовая  связь  между  абонентами  системы  и  абонентами  телефонных  сетей  общего  пользования;

·обмен  короткими  текстовыми  сообщениями  (SMS)  как  между  абонентами  спутниковой  сети,  так  и  с  абонентами  сетей  наземной  мобильной  связи;

·передача  данных  в  среднескоростном  и  высокоскоростном  режимах,  в  том  числе  для  обеспечения  Интернет-соединений  и  передачи  мультимедиа-контента.

Для  создания  полноценного  комплекса  услуг  спутниковой  связи  предлагается  на  базе  орбитальной  группировки  на  ВЭО  создать  подсистему  широкополосной  фиксированной  спутниковой  связи.  Данная  система  должна  обеспечивать  доступ  удаленных  потребителей  к  сетям  связи  общего  пользования  и  передачу  данных  между  абонентами.  Широкополосный  доступ  необходим  для  обеспечения  следующих  услуг:  доступ  к  сети  Интернет,  к  телефонным  сетям  общего  пользования,  передача  мультимедиа-контента.  Обеспечение  широкополосным  доступом  северных  регионов  страны  создаст  условия  для  нормальной  жизнедеятельности  удаленных  населенных  пунктов,  войсковых  частей,  вахтовых  поселков  [4].

По  предварительным  оценкам,  потенциальная  абонентская  ёмкость  потребителей  таких  услуг  на  территории  России  составляет  300–500  тысяч.

Система  конфиденциальной  мобильной  спутниковой  связи  на  базе  орбитальной  группировки  космических  аппаратов  на  ВЭО  и  ГСО  состоит  из:

·     подсистемы  персональной  спутниковой  связи  на  базе  орбитальных  группировок  КА  на  ГСО  и  ВЭО;

·     подсистемы  широкополосной  спутниковой  связи  на  базе  орбитальной  группировки  КА  на  ВЭО;

·     наземного  комплекса  управления,  общего  для  орбитальных  группировок  на  ГСО  и  ВЭО;

·     комплекса  лётных  испытаний  и  контроля  частотно-орбитального  ресурса;

·     наземного  комплекса  связи,  включающего  центральную  станцию  спутниковой  связи  и  эксплуатации  системы,  базовые  станции  сопряжения  и  абонентские  терминалы.

На  рисунке  1  показан  вид  комбинированной  орбитальной  группировки  в  космосе.

Рисунок  1.  Вид  комбинированной  орбитальной  группировки  в  космосе  (орбиты  КА  на  ВЭО  и  КА  на  ГСО  с  зонами  радиовидимости  по  углу  места  50  градусов)

Подсистема  персональной  спутниковой  связи  обеспечивает  следующие  услуги:

·голосовая  связь  со  скоростью  4,8–9,6  кбит/с;

·передача  данных  со  скоростями  от  9,6  кбит/с  до  256  кбит/с  с  поддержкой  IP-соединений;

·прием  мультимедийной  информации  на  абонентские  терминалы  со  скоростью  до  444  кбит/с  с  поддержка  услуг  IMS.

Для  реализации  заявленных  высоких  характеристик  необходимо  использование  стандарта  персональной  спутниковой  связи  GMR-1  3G  [5].

Основной  особенностью  при  использовании  спутниковых  систем  связи  на  территории  России  является  её  географическое  положение,  значительная  территория  страны  расположена  в  высоких  широтах  и  за  Северным  полярным  кругом,  что  приводит  к  малым  углам  места  при  работе  с  геостационарным  спутником.  Высокоэллиптические  орбиты  эффективны  при  обслуживания  высоких  широт,  в  частности,  большей  части  северного  полушария  с  координатами  порядка  40^о  с.ш.  и  выше,  в  особенности,  приполярных  и  полярных  территорий,  не  охватываемых  ГСО  [3].

Одной  из  основных  характеристик  спутниковой  системы  являются  ее  гарантированные  зоны  радиовидимости.  Особенностью  построения  данной  системы  является  совместное  использование  орбитальных  группировок  на  ВЭО  и  ГСО  [2].

[Якорь] [Якорь] Для  оценки  потенциальных  зон  обслуживания  системы  в  целом,  на  рисунке  2  приведены  гарантированные  зоны  радиовидимости  по  углу  места  20°  для  орбитальных  группировок  на  ВЭО  и  ГСО.

Рисунок  2.  Гарантированные  зоны  радиовидимости  по  углу  места  20°  ОГ  КА  на  ВЭО  и  ГСО

На  борту  КА  на  ВЭО  предлагается  разместить  бортовой  ретрансляционный  комплекс  фиксированной  спутниковой  связи  в  Ка-диапазоне  частотах  [1].

В  состав  БРК  ФСС  предлагается  включить  4  транспондера  с  шириной  полосы  110  МГц  каждый.

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

Главной  особенностью  описанной  системы  является  совместное  использование  орбитальных  группировок  КА  на  ВЭО  и  КА  на  ГСО.  При  этом  наземный  комплекс  является  общим  для  обеих  группировок  КА.  Данное  построение  позволяет  обеспечить  обслуживание  всей  территории  России  и  Арктики,  сохранив  гибкость  системы  с  точки  зрения  абонентов.

Наличие  конфиденциального  сегмента  спутниковой  связи  позволит  стать  данной  системе  важным  звеном  в  структуре  поддержания  обороноспособности  и  правопорядка  на  всей  территории  РФ  и  в  Арктическом  регионе.

Список  литературы:

1. Кузовников  А.В.,  Мухин  В.А.,  Выгонский  Ю.Г.  Многофункциональная  космическая  система  ретрансляции  «Луч»  –  новая  российская  система  для  оперативного  информационного  обмена  с  низкоорбитальными  космическими  аппаратами  //  Журнал  «Наукоемкие  технологии»,  №  9  за  –  2014  г.,  –  т.  15,  –  Стр.  20–23.
2. Кузовников  А.В.,  Головков  В.В.,  Сомов  В.Г.  К  вопросу  о  повышении  эффективности  систем  персональной  спутниковой  связи  //  Журнал  «Радиотехника»,  №  6  за  –  2013  г.  –  Стр.  108–113.
3. Спутники  связи  на  высокоэллиптической  орбите:  новые  возможности  применения  /  Ашурков  Е.А.,  Крестинин  С.Ю.,  Мухин  В.А.,  Радайкин  В.П.  //  2-я  Международная  конференция  «Спутниковая  связь».  –  М.  1996.  –  С.  121–124.
4. Системы  спутниковой  связи  с  эллиптическими  орби­тами,  разнесением  ветвей  и  адаптивной  обработкой  /  Камнев  Е.Ф.,  Акимов  А.А.,  Бобков  В.Ю.  и  др.  –  М.:  Глобсатком,  2009.  –  724  с.
5. Спутниковая  связь  и  вещание:  справочник  /  Бартенев  В.А.,  Болотов  Г.В.,  Быков  В.Л.  и  др.;  под  ред.  Л.Я.  Кантора.  –  М.:  Радио  и  связь,  1997.  –  528  с.