Образовательный портал о технологиях мобильной связи


Низкоорбитальные системы спутниковой связи .


      

      Одним из новых направлений развития спутниковой связи с начала 90-х годов стали системы связи на базе низкоорбитальных КА. К низкоорбитальным спутникам LEO (Low Earth Orbit) относятся КА, высота орбит которых находится в пределах 700— 1500км. Низкоорбитальная группировка может содержать от одного до нескольких десятков малых спутников массой до 500 кг. Для охвата связью большой территории Земли применяют орбиты (на которых могут находиться несколько КА, лежащие в различных плоскостях.

      Повышенный интерес к низкоорбитальным системам спутниковой связи объясняется возможностью предоставления услуг персональной связи, включая радиотелефонный обмен, при использовании сравнительно дешевых малогабаритных спутниковых терминалов. Низкоорбитальные системы позволяют обеспечить бесперебойную связь с терминалами, размещенными в любой точке Земли, и практически не имеют альтернативы при организации связи в регионах со слаборазвитой инфраструктурой связи и низкой плотностью населения.

      Одним из главных преимуществ, способствующих развитию низкоорбитальных систем спутниковой связи, является биологической фактор. Так, для обеспечения требований биологической защиты человека от излучения СВЧ, рекомендуемый уровень мощности непрерывного излучения радиотелефона должен составлять не более 50 Мвт. Эффективный прием сигнала такой мощности, например, геостационарным спутником сопряжен со значительным усложнением КА, развертыванием больших антенн и точным их позиционированием. Для низкоорбитальных спутниковых систем длина радиолиний во много раз меньше, и проблема создания многолучевых антенн менее остра. К этим системам относятся, прежде всего, системы Iridium и Globalslar, создаваемые зарубежными консорциумами при ведущей роли таких крупных компаний-производителей, как Motorola/Lockheed и Oualcomm/Loral соответственно.

      Низкоорбитальные системы рассматривались специалистами на заре становления спутниковой связи, но до недавних пор не пользовались широкой популярностью. На то имелся ряд причин, среди которых не последнее место занимает определенная инерция взглядов и суждений, согласно которой спутник «должен быть виден долго и непрерывно», а лучше всего «быть неподвижным для наблюдателя», т. е. находиться на геостационарной орбите.

      Правда, за последнее десятилетие было создано несколько низкоорбитальных систем, но для ограниченного применения, связанного, главным образом, с передачей коротких и относительно редких сообщений (примером может служить первый проект российской систем «Гонец-Д». И лишь заманчивая идея глобальной персональной связи, основанной на современной технологии, возродила интерес к низкоорбитальным спутниковым системам.

      В проекте системы Iridium космический сегмент должен содержать в составе 66 спутников-ретрансляторов, размещенных на орбитах высотой 780 км. В системе Globalstar предусматривается 48 спутников-ретрансляторов  находящихся на орбитах высотой около 1000 км. Такое число спутников необходимо для поддержания непрерывной связи, предоставляемой любому абоненту на территории земного шара, ибо каждый из низкоорбитальных спутников-ретрансляторов находится в зоне видимости абонента всего несколько минут. Благодаря следованию спутнике в одного за другим и расположению их орбит в разных плоскостях, обеспечивается полное покрытие земной поверхности зонами обзора и непрерывная видимость спутников с наземных станций. При этом переключен не с одного спутника на другой является делом техники, а увеличение их числа компенсируется снижением затрат на их выведение (несколько спутников за один раз) на заданную орбиту.

      Ситуация на рынке телекоммуникаций в настоящее время такова, что даже странах с развитой инфраструктурой связи около 35% услуг предоставляется низкоорбитальными спутниковыми системами. В последнее время отечественными и зарубежными фирмами заявлено около 40 различных проектов по созданию низкоорбитальных систем, которые оцениваются как вполне реализуемые. Далее будут рассмотрены те проекты низкоорбитальных систем связи, которые находятся в стадии применения или развертывания.

      Система спутниковой связи Iridium (система на данный момент уже прекратила свою работу и приведена лишь в качестве примера)

      В 1987 г. компания Motorolа Inc. приступила к разработке проекта низкоорбитальной спутниковой системы связи Iridium. Проект Iridium основан на широком международном сотруднические. Партнерами компании Motorola Inc. в международном консорциуме Iridium Inc., организованном в 199 г. являются такие ведущие фирмы, как DDI (Япония), Sprint, Lockheed и Raythleon (США), Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева (Россия) и др. В разрабатываемом проекте вначале предполагалось использовать 77 спутников. Именно первоначально выбранному числу спутников проект обязан своим названием — 77-й элемент в таблице Менделеева как раз и есть иридиум. Правда, позже по ряду причин было решено уменьшить число спутников в орбитальной группировке до 66, но название проекта осталось прежним.

      В орбитальной группировке для обеспечения минимального расстояния между соседними КА выбрана оптимальная разность углов (27°) между плоскостями  орбит 

      Основные параметры орбитальной группировки:

      > Орбиты квазиполярные с наклонением i = 86,4 

      > Число плоскостей — 6

> Число КА в одной плоскости— 11 

      > Угловое расстояние между КА, находящимися в одной плоскости, — 32°

      > Высота орбит — 780 км 

      > Период обращения КА вокруг Земли— 100мин

      Система Iridium предназначена для глобальной подвижной персональной связи по принципу «каждый—каждому» на основе межспутниковой связи. Система Iridium предназначена для обеспечения следующих видов связи и услуг:

      > Дуплексная радиотелефонная связь 

      > факсимильная связь 

      > Передача данных

      Виды услуг:

      Связь между абонентами  имеющими персональные терминалы.

      Связь абонентов общей телефонной сети с пользователями персональных спутниковых терминалов 

      Передача сигналов оповещения на пейджер 

       Определений местоположения (координат) абонентов

      Для оказания перечисленных видов услуг компания Motorola предлагает различные переносные малогабаритные (весом до 700 г) и мобильные (весом до 2,5 кг) персональные терминалы. Каждый пользовательский терминал регистрируется в национальной шлюзовой станции, где ему присваивается кодовый номер и оговаривается первоначальное территориальное размещение.

      Диапазоны и полосы частот радиолиний

      Любой КА  орбитальной группировки формирует 48 лучей излучения, образуя каждым лучом на Земле соту диаметром 640 км. В совокупности 48 лучей создают подспутниковую зону диаметром примерно 4500 км. Вся орбитальная группировка формирует квазисплошную подспутниковуго зону, покрывающую всю поверхность Земли. Формирование подспутниковой зоны осуществляется с помощью расположенных на каждом КА шести антенных фазированиых решеток (АФАР), Каждая АФАР формирует восемь лучей. Благодаря применению многолучевых антенн и сотовой структуры обслуживаемой зоны, рабочие частоты в системе Iridium используются многократно. При этом в смежных сотах используются различные частоты, а в каждой восьмой соте, создаваемой орбитальной группировкой, возможно повторение частот. В результате частоты диапазона 1616,0— 1626,5 МГц используются в системе более 150 раз.

      Частотный диапазон коммерческой радиолинии:

      > «Абонент — КА» содержит 64 частотных канала с разносом между ними 160 Кгц (ширина полосы частот каждого канала 126 Кгц)

      > «КА—абонент» содержит 29 каналов с разносом между ними 350 Кгц (ширина полосы частот каждого канала 280 Кгц) 

      В табл. представлены диапазоны частот радиолиний системы Iridium и используемые полосы частот.

      

      Наименование диапазона

      Радиолиния

      Диапазон частот

      Ширина частот полосы канала

      L

      «Абонент— КА»

      1616,0—1625,5 МГц

      126 Кгц

      L

      «КА—абонент»

      1616,0-1626,5 МГц

      280 Кгц

      Ка

      Ка

      Кa

      «КА— шлюзовая станция» 

      Шлюзовая станция—КА»

      Межспутниковая связь «КА—КА»

19,6 ГГц 29,1-.29,3 ГГц 

      23,18-23,38 ГГц

29,1-29,3 ГГц 

      100 МГц

      100 МГц

      200 МГц

 

      Методы доступа

      В радиолиниях «абонент — КА» и «КА — абонент» применяется временное разделение каналов, формат много станционного доступа сочетает временное разделение каналов для каждой соты и частотное разделение для смежных сот (FDМА). При помощи фазовой Манипуляции ФМ-4 производится кодирование информации, которое обеспечивает сжатие речевой информации в цифровом виде. Информация о сжатии, а также сигналы циклической и тактовой синхронизации передаются по каналу управления, для чего в радиолинии «КА—абонент» задействовано 4 радиоканала. Коэффициент сжатия. информации (2,2/1) позволяет обеспечить передачу в радиолинии «КА—абонент» 55 речевых каналов на 25 несущих частотах. При передаче радиотелефонной информации вероятность ошибки на бит не выше 0,001, при передаче цифровых данных— 0,000001.

      Орбитальная группировка КА формирует на поверхности Земли примерно 2150 сот при использовании 48 лучей АФАР каждого КА. Следовательно, при использовании полосы частот 1616,0— 1626,5 МГц пропускная способность системы составляет 3835 дуплексных телефонных каналов связи.

      Радиолиния межспутниковой связи.

      Каждый КА орбитальной группировки имеет радиолинии связи с двумя соседними КА, находящимися в одной орбитальной плоскости с ним, и двумя КА в соседних (слева и справа) орбитальных плоскостях.

      Для поддержания меж спутниковой связи на каждом КА имеются четыре щелевые антенные решетки с коэффициентом усиления 36 дБ. Точность управления диаграммой направленности каждой антенны составляет ±5°. Используется полоса частот шириной 200 МГц в диапазоне 23,18-23,38 ГГц. Для исключения взаимных помех в меж спутниковых каналах связи полоса частот шириной 200 МГц разбита на 8 отдельных частотных полос, которые образуют отдельные каналы связи. Скорость передачи информации в каждом канале 25 Мбит/с. Метод модуляции и кодирование информации такие же, как в радиолинии КА—абоненты. Каждый канал межспутниковой линии связи поддерживает 600 телефонных каналов без сжатия (1300 каналов при коэффициенте сжатия информации 2,2/1).

      Шлюзовые станции.

      Шлюзовая станция состоит из 3 приемопередающих комплексов. Каждый комплекс имеет быстродействующую ЭВМ, в которой хранится банк данных о персональных терминалах, и коммутационное оборудование для связи телефонной сетью общего пользования. В работе постоянно наладятся два приемопередающих комплекса, которые поочередно поддерживают связь с КА, находящимися в прямой видимости. Третий приемопередающий комплекс— резервный. При необходимости он может заменить 1-й или 2-й комплекс.

      Система спутниковой связи Globalstar

      Низко орбитальная глобальная спутниковая система персональной связи Globalstar разработана корпорациями Qualcomm и Loral, а также рядом других известных представителей индустрии телекоммуникационного оборудования.

      Космический сегмент

      В состав орбитальной группировки системы Globalstar входят 48 низкоорбитальных спутников-ретрансляторов, размещенных на восьми круговых орбитах (по шесть спутников на каждой). Высота орбит над поверхностью Земля

      48 спутников на 8 орбитах составляет 1414км, Параметры орбиты (их наклонение l= 52º) выбраны так, чтобы обеспечить максимальную частоту обслуживания абонентов в средних широтах. Полярные области (выше 70° с. ш. и 70° ю. ш.) космическим сегментом  не обслуживаются.

        Запуск первой группы КА осуществляется с 1998г. с помощью российских ракет-носителей «Протон» 112 спутников за один пуск и «Союз» (от 4 до 10 спутников за один пуск). Каждый спутник имеет три системы стабилизации, которые состоят из устройств ориентации по Земле и Солнцу, а также лазерных гироскопов. Срок активного существования каждого спутника  не менее 7,5 лет.

      В системе Globalstar не предусмотрены межспутниковые связи, однако она рассчитана на постоянное двукратное покрытие земной поверхности (в широтном поясе от 70° ю. ш. до 70° с. ш.), которое позволит:

      > Обеспечить непрерывную связь при переходе абонента из зоны действия одного луча в зону действия другого луча одного и того же спутника и из зоны действия одного спутника в зону действия другого

      > Значительно повысить надежность связи с подвижными абонентами благодаря устранению эффекта затемнения приемной антенны терминала абонента складками рельефа местности за счет когерентного сложения сигналов нескольких спутников, а также сигналов, отраженных от различных препятствий на земной поверхности

      Система сможет обеспечить, помимо передачи сигналов служебной (командной) информации, два типа услуг:

      > Телефонную, факсимильную и пейджинговую связь

      > Определение местоположения (координат) абонентов

      Хорошее качество телефонной связи достигается благодаря применению шумоподобных широкополосных сигналов (ШПС) с кодовым разделением каналов. Это позволяет использовать один и тот же диапазон частот с каждом из 16 лучей, которые формируются с помощью многолучевых бортовых антенн.

      Для формирования ШПС используются последовательности Уолша. Все сигналы формируются одним источником, но каждый имеет свой определенный временной сдвиг относительно пилот-сигнала. Пилот-сигнал передается нулевой последовательностью функции Уолша (все знаки — нули),

      При применении ШПС отраженные от посторонних объектов сигналы суммируются с основным сигналом с помощью многоканальных приемников, что значительно повышает помехозащищенность системы. Это также позволяет осуществлять так называемый мягкий переход абонента из зоны действия одного луча в зону действия другого без потери связи.

      Здесь, в отличие от систем с временным или частотным разделением каналов, при переходах связь абонента поддерживается двумя лучами до тех пор, пока уровень сигнала одного из них не станет ниже определенного значения. Такой алгоритм позволяет исключить щелчки в абонентских терминалах, которые могут быть слышны при таких переходах в других системах, а также уменьшить вероятность потери связи.

      Пропускная способность каждого канала очень высока благодаря кодовому разделению сигналов и переменной скорости передачи цифрового потока (1200—9699 бит/с). Переменная скорость цифрового потока позволяет обеспечить передачу сигналов служебной (командной) информации в паузах речи.

      Точность определения координат абонентов без участия шлюзовых станций составляет 10км. При определении же местоположения с участием шлюзовых станций и спутников-ретрансляторов она может достигать 300м.

      Абонентские терминалы

      В настоящее время разработаны абонентские терминалы, которые обеспечивают как предоставление услуг связи, так и определение местонахождения объекта. Абонентские терминалы могут быть двух типов: мобильные и стационарные. Мобильные абонентские терминалы, как правило, портативные и совмещены с подвижными станциями сотовой связи. Возможны следующие варианты абонентских терминалов:

      > Двухмодульный вариант — Globalstar (GS) и AMPS

      > Двухмодульный вариант — GS и GSM

      > Двухмодульный вариант — GS и PCS

      > Трехмодульный вариант — GS, AMPS и CDMA

      > Стандартный абонентский терминал — только для GS

      Мощность портативных абонентских терминалов 0,6 Вт, стационарных — 3 Вт.

      Шлюзовые станции

      Шлюзовая станция состоит из четырех идентичных приемопередающих комплексов, каждый из которых оснащен следящей параболической антенной диаметром 3,4м.

      Отсутствие межспутниковых связей в системе Globalstar приводит к значительному росту количества шлюзовых станций (до нескольких сотен).

      Основными задачами шлюзовых станций являются организация и поддержание телефонных и пейджинговых каналов, каналов передачи данных, а также обеспечение службы определения координат подвижных объектов,

      Среди других функций шлюзовых станций следует выделить регулировку уровней мощности абонентских терминалов. Приемники шлюзовых станций измеряют уровень сигнала, принимаемого от каждого абонентского терминала, и сравнивают его с пороговым, а затем передают на абонентский терминал кома]8ду на увеличение или уменьшение его мощности. Эта процедура позволяет выровнять уровни сигналов на входе приемника спутника-ретранслятора и продлить срок работы батарей абонентского терминала.

      Создание системы и ее элементов запланировано на 1993— 1998 гг., срок активной эксплуатации спутниковой системы — на 1997—2012 гг. Наиболее сложное звено системы — шлюзовые станции, которые разворачиваются постепенно. На территории России уже строятся 4 шлюзовые станции, на территории США — 5.

      Результаты моделирования показывают, что орбитальное построение системы Globalstar оптимизировано для территории США и Западной Европы. В России вне зоны обслуживания остаются труднодоступные северные регионы и трасса Северного морского пути.

      Проект Globalstar отличается высокой, степенью проработанности технических решений, что позволяет надеяться на ввод системы в эксплуатацию в планируемые сроки.

      Система спутниковой связи «Гонец»

      В настоящее время в России разработано несколько проектов низкоорбитальных систем связи: «Гонец», «Глобсат», «Курьер», «Коскон», «Сигнал». 

      Учитывая потребности в телекоммуникационных системах, вопросы финансирования и степень проработки проектов, можно предположить, что останутся лишь 2—3 наиболее жизнеспособные, ориентированные на потребности российского рынка и имеющие статус международных, интегрированные в глобальную мировую систему связи.

      Низкоорбитальная система спутниковой связи «Гонец» прошла все стадии разработки и находится на этапе развертывания. Эта система предназначена для обеспечения подвижных и стационарных абонентов персональной связью в глобальном масштабе с использованием малогабаритных пользовательских терминалов.

      Проведенный анализ различных структур баллистического построения орбитальной группировки показал, что близкой к оптимальной, с точки зрения непрерывного покрытия территории России, является группировка из 45 спутников-ретрансляторов, расположенных на 5 квазиполярных орбитах (наклонение ( = 83°) по 9 спутников на каждой. Плоскости орбит разнесены друг относительно друга на 36° по долготе восходящего узла. Высота орбит 1400 км.

      Такое построение орбитальной группировки обеспечивает обслуживание абонентов на территории России через пользовательские терминалы (минимальный угол места 15—20°). Эти терминалы обеспечивают прием и передачу любой цифровой информации, включая телефонную, факсимильную, телексную И графические изображения.

      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.

      Разработка системы «Гонец» сначала 90-х годов осуществляется НПО Прикладной механики (г. Красноярск) и НИИ Точных приборов (г. Москва), Для отработки принципов использования системы "Гонец" и проведения рекламных и маркетинговых мероприятий в 1992 г. был осуществлен запуск двух спутников демонстрационного варианта системы Гонец, эксплуатировавшихся до марта 1994 г. Успешно проведенным демонстрационные сеансы связи между пользователями, в том числе и с территории других государств, подтвердили правильность основных принципов, заложенных в систему. Для скорейшей реализации первоочередных потребностей рынка услуг подвижной спутниковой связи в 1995 г. началось развертывание 1-го этапа системы "Гонец-Д".

      Абонентские терминалы

      Абонентские терминалы системы «Гонец» обеспечивают прямой доступ к спутниковым каналам связи без использования наземных линий связи.

      Простота конструкции терминала обеспечивает быстрое развертывание и обеспечивает отсутствие жестких требований к уровню квалификации обслуживающего персонала, поскольку сеансы связи проводятся в автоматическом режиме. Пользователь осуществляет только включение терминала и ввод передаваемой информации, что обеспечивает простоту и удобство эксплуатации.

      Использование ненаправленных антенн исключает необходимость наведения антенны и позволяет использовать терминалы, установленные на подвижных объектах, включая летательные аппараты. Наземные терминалы пользователей имеют несколько модификации:

      > Стационарный терминал для установки в помещениях Переносной (малогабаритный) терминал Мобильный терминал для установки на транспортных средствах Специальный терминал для приема циркулярных сообщений Терминал для передачи информации с датчиков экологического или технологического контроля

      > Терминал персонального радиовызова (пейджер)

      В зависимости от модификации в состав терминала может входить ПК или встроенная клавиатура с устройством отображения, а также устройство определения местоположения абонента. Вес абонентского терминала любой модификации не превышает 3 кг.

      Принципы построения радиоканалов

      В 31 ой системе используются дне радиолинии: "Земля— КА» в диапазоне 312 — 315 МГц и «КЛ— Земля» в диапазоне З87-390 МГц. Выбранный разнос частот в радиолиниях позволяет обеспечить дуплексный режим работы КА и абонентских терминалов.

      Передача сообщений между абонентами системы может производиться по ни ч к о скоростным (2,4; 4,8; 9,6 и 19,2 Кбит/с) и высокоскоростным (64 и 128 Кбит/с) информационным каналам.

      В системе применяется частотно-временное разделение каналов. На любом из КА используется несколько частот и на каждой из них передается несколько сигналов. Для организации устойчивой связи в радиолиниях передаются преамбулы и синхросигналы, а также ответно-запросная информация.

      Работа бортовой аппаратуры КА при приеме и передаче осуществляется через антенны, имеющие широкую диаграмму направленности. Ширина диаграммы направленности антенны обеспечивает зону покрытия земной поверхности диаметром до 5 тыс. км.
Для обеспечения рационального режима использования энергетических ресурсов КА предусмотрено регулирование мощности бортовых передатчиков. Изменение мощности производится дискретно в пределах от 5 до 30 Вт (в зависимости от условий распространения радиоволн, типа абонентского терминала, а также региона обслуживания). Команда на установку требуемой Мощности бортового передатчика поступает от шлюзовых станций, что позволяет упростить решение вопросов электромагнитной совместимости различных средств в отдельных регионах земного шара.

      К основным характеристикам системы «Гонец» можно отнести следующие:

      Время ожидания сеанса связи:

      > При глобальном обслуживании — не более 5 мин 

      > При обслуживании территории РФ — не более 1 мин

      Время доставки сообщений в режиме запоминания ("электронной почты"):

      > При глобальном обслуживании — не более 3 ч 

      > В зоне 4000 км — в реальном масштабе времени

      Пропускную способность системы:

      > При обслуживании территории РФ—до 30 Мбайт в сутки 

      > При глобальном обслуживании —до 100 Мбайт в сутки

      Этапы создания системы

      На 1-м этапе создается система Гонец-Д1М, которая включает 12 спутников по 6 КА на каждой из двух орбит, расположенных в разных плоскостях. Срок активного существования КА не менее 2 лет. На каждом КА размещается 128 независимых запоминающих устройств емкостью 100 Кбит каждое и один приемопередатчик, работающий в диапазоне 260 МГц.

      На 2-м этапе разворачивается штатная система «Гонец», которая содержит 45 спутников по 9 КА на каждой из пяти орбит, расположенных в разных плоскостях Основные характеристики систем "Гонец" приведены в табл.

       

      Характеристика системы

      «Гонец-Д1"

      Гонец-Д1М

      «Гонец»

      Число спутников и орбит

6 (2х3) 12 (2х6)

      45 (5х9)

      Высота орбиты, км

      1400

       

      1400

      Наклонение орбиты, град.

      82,5

       

      82,5

      Время ожиданий сеанса связи. не более, ч

      1,5

      0,8

      0

      Скорость передачи информации Кбит/с

      2,7

      2,4; 4,8; 9,6; 19,2

      2,4--i9,2; 64; 128

      Диапазон частот. МГц

      259,5-265,2

      300/400

      300/400

      Вероятность ошибки на символ

      0,0001

      0,00001

      0,000001

      ПРОТОКОЛ доступа

      МДВР

      Алоха

      Алоха

      Количество пользователей, тыс. чел..

       4—10

      100-200

      До 1500

      Точность определения координат абонента, м

      ---------

      1000

      1000


      Внедрение системы «Гонец» запланировано на 1995— 1998 гг. Развертывание орбитальной группировки из малых КА (весом до 300 кг) производится с использованием ракет-носителей «Циклон» или «Союз-2» с дополнительный разгонным блоком. Доходы, полученные от эксплуатации системы «Гонец» т:

      1999 г., будут направлены на ее дальнейшее развитие—создание низкоорбитальной системы глобальной связи «Гонец-Р», которая, кроме предоставления перечисленных выше услуг, обеспечит клиентов системы непрерывной персональной радиотелефонной связью.

      Система спутниковой связи «Сигнал»

      Низкоорбитальная система спутниковой связи Сигнала разработана Международным концерном космической связи (КОСС).Она предназначена для непрерывного, круглосуточного обмена информацией между подвижными абонентами в реальном масштабе времени. Скорость передачи информации до 9,6 Кбит/с. В системе все абоненты имеют возможность беспрепятственного доступа к наземным телефонным сетям общего использования, а также к различным коммерческим сетям связи. Кроме того, система позволяет осуществлять с высокой точностью определение координат абонентов.

      Космический сегмент

      Космический сегмент системы состоит из 48 КА (по 12 КА на каждой из орбит, расположенных в 4 плоскостях). Плоскости орбит разнесены в пространстве по долготе восходящего узла на 90°. Высота орбиты каждого КА составляет 1500 км, наклонение г = 74°. Масса спутника-ретранслятора 310 кг, срок службы — не менее 6 лет. Для вывода КА на орбиту предполагается использовать ракеты-носители «Циклон» (6 КА за один пуск) или «Космос» (2 КА за один пуск). Бортовые антенные системы КА состоят из 3 антенн, которые работают диапазонах:

      >0,3—0,4ГГц (один луч, покрывающий всю зону).

      >1,5—1,6 ГГц (шесть лучей, покрывающих всю зону} 

      > 11—14 ГГц (три луча, покрывающих всю зону)

      Наземный сегмент

      Наземный сегмент, как и во всех системах спутниковой связи, включает в себя:

      > Шлюзовые станции, работающие в диапазоне 11—14 ГГц .

      > Подвижные абонентские терминалы, работающие в диапазонах 0,3—0,4 и 1,5-1,6 ГГц

      >Стационарные абонентские терминалы коллективного пользования, работающие в диапазоне 20—30 ГГц и используемые для сопряжения с телефонными и сотовыми системами связи (на экспериментальном этапе не предусмотрены)

      > Центр управления полетом и связью

      > Командно-измерительный комплекс

      На территории России после полного развертывания системы предполагается размещение 6 базовых станций (в Москве, Самаре, Екатеринбурге, Томске, Чите и Комсомольске-на-Амуре). Бортовая аппаратура КА Сигнал предназначена для сопряжения с наземной телефонной связью общего назначения и для коммутации каналов различных коммерческих сетей. С системой «Сигнал» решаются следующие задачи:

      > Организация персонального радиовызова абонента 

      > Организация устойчивой телефонной связи между парами абонентов 

      > Обеспечение контроля связи между абонентами

      > Поддержание канала связи между абонентами с учетом динамики орбитальной группировки

      Организация связи

      В системе «Сигнал» не исключается межспутниковая связь, а связь между любыми абонентами организуется через КА и шлюзовые станции.

      Этой системой обеспечивается асинхронный многостанционный доступ абонентов. При этом используется модификация частотно-кодового разделения каналов в пределах одного ствола и пространственное разделение стволов в БРТК спутника-ретранслятора. Для увеличения эффективности использования полосы частот применяется относительная четырехпозиционная фазовая манипуляция. Данный вид модуляции обеспечивает удовлетворение требований по электромагнитной совместимости (ЭМС) и уменьшение влияния узкополосных помех на качество передаваемой информации. Кроме того, применение широкополосных сигналов в системе «Сигнал» позволяет с высокой точностью проводить навигационные измерения, а также определять местоположение каждого абонента системы.

      Этапы создания системы

      Предусмотрены следующие основные этапы создания системы:

      > Экспериментальный этап — вывод на орбиту двух спутников-ретрансляторов 

      > Этап развертывания системы — ввод в строй 12 КА, а в дальнейшем доведение их числа до 24

      > Этап полного развертывания системы — ввод в эксплуатацию до 48 КА и необходимого числа шлюзовых станций для обеспечения зон обслуживания на территории России.