Способ выбора низкоорбитального спутника-ретранслятора для регистрации абонентским терминалом в системе персональной спутниковой связи

Изобретение относится к космической технике, конкретно к области создания и функционирования систем персональной спутниковой связи с применением низкоорбитальных спутников-ретрансляторов. Технический результат состоит в снижении количества жестких эстафетных передач и уменьшении количества возникающих вследствие этого перерывов радиосвязи, ведущих к кратковременным сбоям и потерям информации. Для этого в способе трафик на абонентский терминал осуществляют через спутник-ретранслятор в течение времени, когда соотношения мощности сигнала к мощности шума превышает пороговое значение. Переносят трафик на другой спутник-ретранслятор, когда соотношение мощности сигнала к мощности шума становится ниже порогового значения, а соотношение мощности сигнала к мощности шума от другого спутника-ретранслятора превышает пороговое значение. При наличии двух и более спутников-ретрансляторов в зоне радиовидимости абонентского терминала, определяют соотношения мощности сигнала к мощности шума каждого спутника-ретранслятора. Затем сравнивают полученные значения с пороговым уровнем соотношения мощности сигнала к мощности шума, необходимым для регистрации абонентским терминалом спутника-ретранслятора. Выделяют спутники-ретрансляторы, у которых соотношение мощности сигнала к мощности шума превышает пороговый уровень, затем измеряют значения допплеровских сдвигов частоты пилот-сигналов выделенных спутников-ретрансляторов и отправляют запрос на регистрацию абонентским терминалом спутника-ретранслятора, у которого допплеровский сдвиг частоты пилот-сигнала является наибольшим из всех выделенных спутников-ретрансляторов. 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к космической технике, конкретно к области создания и функционирования систем персональной спутниковой связи с применением низкоорбитальных спутников-ретрансляторов.

Уровень техники

Известны способы применения эффекта Доплера при измерении геометрических и кинематических параметров космических аппаратов (КА) в спутниковых системах.

Из области техники известен способ измерения скорости космического аппарата, заключающийся в измерении изменения частоты излучения движущегося по орбите космического аппарата в зависимости от скорости относительного движения космического аппарата и приемника.

Известен способ угловой ориентации объекта (Патент Российской Федерации № 2580827, приоритет от 17.02.2015), заключающийся в высокоточном измерении координат и угловой ориентации осей космических аппаратов геостационарных орбит по сигналам бортовой аппаратуры межспутниковых измерений (БАМИ) навигационных космических аппаратов (НКА) ГЛОНАСС, где в качестве сигналов с частотой Доплера используют сигналы межспутниковых измерений бортовой аппаратуры НКА.

Известен способ эфемеридного обеспечения процесса управления НКА ГЛОНАСС (Патент Российской Федерации № 2477836, приоритет от 02.10.2011). Согласно изобретению по параметрам орбиты низкоорбитального космического аппарата и измеренным значениям доплеровского смещения частоты сигнала сообщения на борту низкоорбитального космического аппарата определяют орбиту НКА ГЛОНАСС и транслируют их для приема на НКА ГЛОНАСС.

Однако эти решения направлены на обеспечение точности навигационных систем и не могут быть применены к спутниковым системам связи.

Наиболее близким техническим решением является спутниковая система, устройство и способ разнесения (Патент Российской Федерации № 2348108, приоритет от 15.03.2005). Согласно изобретению способ разнесения космических аппаратов состоит в том, что наземная станция передает сигнал трафика через первый спутник в течение периода времени, когда мощность сигнала превышает пороговое значение, и переносят трафик через другой спутник, когда мощность сигнала через первый спутник становится ниже порогового значения, а мощность сигнала от другого спутника превышает пороговое значение.

Однако в этом случае не учитывается остающееся время нахождения низкоорбитального спутника-ретранслятора в зоне радиовидимости, и спутник-ретранслятор, выбранный для регистрации, как это принято, по максимальному значению соотношения мощности сигнала к мощности шума, может довольно быстро (буквально через несколько минут) покинуть зону радиовидимости. Наземному абонентскому терминалу придётся для осуществления процедуры эстафетной передачи заново выбирать для регистрации низкоорбитальный спутник-ретранслятор. А так как переход от одного низкоорбитального спутника-ретранслятора к другому всегда представляет собой процедуру жесткой эстафетной передачи, сопровождающейся кратковременным перерывом радиосвязи, то количество жестких эстафетных передач при оптимизации схемы организации связи должно стремиться к минимально возможному значению.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом изобретения является снижение количества жестких эстафетных передач и тем самым уменьшение количества возникающих вследствие этого перерывов радиосвязи, ведущих к кратковременным сбоям и потерям информации.

Результат достигается за счет того, что предложен способ выбора низкоорбитального спутника-ретранслятора для регистрации абонентским терминалом в системе персональной спутниковой связи. Согласно способу трафик на абонентский терминал осуществляют через спутник-ретранслятор в течение времени, когда соотношение мощности сигнала к мощности шума превышает пороговое значение. Переносят трафик на другой спутник-ретранслятор, когда соотношение мощности сигнала к мощности шума становится ниже порогового значения, а соотношение мощности сигнала к мощности шума от другого спутника-ретранслятора превышает пороговое значение. При наличии двух и более спутников-ретрансляторов в зоне радиовидимости абонентского терминала определяют соотношения мощности сигнала к мощности шума каждого спутника-ретранслятора. Затем сравнивают полученные значения с пороговым уровнем соотношения мощности сигнала к мощности шума, необходимым для регистрации абонентским терминалом спутника-ретранслятора. Выделяют спутники-ретрансляторы, у которых соотношение мощности сигнала к мощности шума превышает пороговый уровень, затем измеряют значения допплеровских сдвигов частоты пилот-сигналов выделенных спутников-ретрансляторов и отправляют запрос на регистрацию абонентским терминалом спутника-ретранслятора, у которого допплеровский сдвиг частоты пилот-сигнала является наибольшим из всех выделенных спутников-ретрансляторов.

Перечень чертежей

На фиг. 1 показана схема, поясняющая принцип действия способа. На фиг. 2 изображен алгоритм процедуры выбора низкоорбитального спутника ретранслятора.

Осуществление изобретения

Способ осуществляется следующим образом. На фиг.1 показана проекция на земную поверхность положения шести низкоорбитальных спутников-ретрансляторов (1-6) и наземного абонентского терминала 7, в зоне радиовидимости 8 которого находятся в данный момент времени эти спутники. Спутники-ретрансляторы движутся в трех орбитальных плоскостях: в первой - спутники 1 и 6, во второй - 2 и 5, в третьей - 3 и 4 с одинаковой скоростью, в проекции, обозначенной V. Все 6 спутников удовлетворяют условию обеспечения соотношения мощности сигнала к мощности шума, необходимого для регистрации абонентским терминалом. Однако все спутники-ретрансляторы обладают различными величинами скоростей сближения с абонентским терминалом. Под скоростью сближения подразумевается проекция скорости движения спутника на направление прямой, связывающей спутник-ретранслятор и абонентское устройство. На схеме видно, что спутники-ретрансляторы 1, 2 и 3 удаляются от абонентского терминала. И если посылать запрос на регистрацию одного из этих спутников-ретрансляторов, то через короткое время придется опять повторять эту процедуру с другим спутником-ретранслятором. Спутники 4, 5 и 6 приближаются к абонентскому терминалу, однако находятся в разных положениях. Из схемы видно, что наибольшим временем нахождения в зоне радиовидимости абонентского терминала будет обладать спутник-ретранслятор 5 с наибольшей скоростью сближения, хотя у него может быть не наибольшая величина отношения мощности сигнала к мощности шума. Следовательно, рационально регистрировать именно этот спутник-ретранслятор: чем дольше трафик будет осуществляться через один спутник-ретранслятор, тем меньше потребуется эстафетных передач. Скорость относительного сближения спутника-ретранслятора с абонентским устройством легко определяется путем измерения допплеровского сдвига частоты пилот-сигнала спутника-ретранслятора. Частота пилот-сигнала является фиксированной величиной, поэтому при приеме пилот-сигнала легко определяется величина допплеровского сдвига. Допплеровский сдвиг частоты пропорционален величине скорости сближения спутника-ретранслятора и абонентского терминала. Поэтому выбирают для регистрации тот спутник-ретранслятор, у которого наибольший допплеровский сдвиг частоты пилот-сигнала.

Обобщенный алгоритм процедуры выбора низкоорбитального спутника ретранслятора для отправки запроса на регистрацию абонентским терминалом в сети персональной спутниковой связи показан на фигуре 2. Здесь введены обозначения: Рд мощность сигнала спутника-ретранслятора, Рш –мощность шума, ∆Fд – допплеровский сдвиг частоты.

Осуществление такого способа не представляет каких-либо существенных трудностей, поскольку определение допплеровского сдвига частоты пилот-сигнала не требует каких-либо дополнительных аппаратных затрат, а осуществляется при помощи обработки сигналов программными средствами. Сокращение количества регистраций мобильных абонентских устройств для осуществления трафика позволит существенно увеличить время их работы без подзарядки и повысить качество связи.

Способ выбора низкоорбитального спутника-ретранслятора для регистрации абонентским терминалом в системе персональной спутниковой связи, состоящий в том, что трафик на абонентский терминал осуществляют через спутник-ретранслятор в течение времени, когда соотношение мощности сигнала к мощности шума превышает пороговое значение, и переносят трафик на другой спутник-ретранслятор, когда соотношение мощности сигнала к мощности шума становится ниже порогового значения, а соотношение мощности сигнала к мощности шума от другого спутника-ретранслятора превышает пороговое значение, отличающийся тем, что при наличии двух и более спутников-ретрансляторов в зоне радиовидимости абонентского терминала определяют соотношения мощности сигнала к мощности шума каждого спутника-ретранслятора, сравнивают полученные значения с пороговым уровнем соотношения мощности сигнала к мощности шума, необходимым для регистрации абонентским терминалом спутника-ретранслятора, выделяют спутники-ретрансляторы, у которых соотношение мощности сигнала к мощности шума превышает пороговый уровень, затем измеряют значения допплеровских сдвигов частоты пилот-сигналов выделенных спутников-ретрансляторов и отправляют запрос на регистрацию абонентским терминалом спутника-ретранслятора, у которого допплеровский сдвиг частоты пилот-сигнала является наибольшим из всех выделенных спутников-ретрансляторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области космической связи и может быть использовано для построения эффективной глобальной многофункциональной инфокоммуникационной спутниковой системы.

Изобретение относится к системам спутниковой связи с гибридным орбитальным построением. Технический результат состоит в использовании минимально необходимого количества спутников в системе, обеспечивающей глобальную радиосвязь, включая высокоширотные арктические и антарктические регионы Земли, при минимизации стоимости создания и последующих операционных затрат при эксплуатации системы спутниковой связи.

Изобретение относится к способу передачи данных между терминалом и шлюзом. Технический результат заключается в уменьшении дополнительных издержек, вызванных заголовками при передаче кадров Ethernet между терминалом и шлюзом.

Изобретение относится к способу передачи данных между терминалом и шлюзом. Технический результат заключается в уменьшении дополнительных издержек, вызванных заголовками при передаче кадров Ethernet между терминалом и шлюзом.

Изобретение относится к системе передачи и приемнику сигнала стандарта спутникового формата цифрового телевидения (DVB-S2). Технический результат заключается в обеспечении разделения высокоскоростного цифрового потока типа транспортного потока MPEG (MPEG-TS) на несколько потоков для передачи через спутник по множеству частотных каналов.

Изобретение относится к системе передачи и приемнику сигнала стандарта спутникового формата цифрового телевидения (DVB-S2). Технический результат заключается в обеспечении разделения высокоскоростного цифрового потока типа транспортного потока MPEG (MPEG-TS) на несколько потоков для передачи через спутник по множеству частотных каналов.

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к области радионавигации, и может быть использовано при построении приемников Глобальных Навигационных Спутниковых Систем (ГНСС)., Достигаемый технический результат – повышение чувствительности, точности и помехозащищенности мультисистемного приемника ГНСС.

Изобретение относится к области спутникового радиоконтроля и может быть использовано при поиске и локализации земных станций спутниковой связи (ЗССС), являющихся источниками побочных излучений (ИПИ) в стволах с прямой ретрансляцией спутников-ретрансляторов (СР) на геостационарной орбите.

Изобретение относится к спутниковым системам (СС) связи и наблюдения, использующим легкие спутники, которые функционируют на низких и средних околоземных орбитах и обеспечивают непрерывное региональное покрытие поверхности Земли.

Изобретение относится к системе для переключения электронных связей между первой сетью и второй сетью, где первая сеть содержит одну из сотовой сети мобильной связи или спутниковой сети связи, а вторая сеть содержит другую из указанных сетей связи.

Изобретение относится к системам спутниковой связи, имеющим космический и наземный сегменты и, в частности, к гибридной наземно-космической системе связи с использованием низкоорбитальных группировок космических аппаратов дистанционного зондирования Земли (ОГ КАДЗЗ). Технический результат состоит в повышении технологичности управления и оперативности связи при отсутствии межспутниковых каналов связи и частичном отсутствии наземных каналов связи. Для этого космический сегмент состоит из орбитальной группировки из трех спутников-ретрансляторов (ОГ CP), разнесенных относительно друг друга по геостационарной орбите для покрытия всей территории и акватории России с прилегающими регионами в широтах от 75 градусов южной широты до 75 градусов северной широты и орбитальной группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли и метеонаблюдения, а также вновь введенных ОГ низкоорбитальных КА связи на круговых орбитах с высотой 1500 км, наклонением 82,5 градуса. 2 ил.

Изобретение относится к средствам спутниковой связи и может быть использовано для организации радиолиний спутниковой связи при работе через стволы ретрансляторов космических аппаратов (КА), находящихся на геостационарной орбите, в диапазоне 4/6 ГГц. Технический результат заключается в создании переносной станции спутниковой связи, работающей в сетях многостанционного доступа с кодовым и частотно-кодовым разделением каналов, обеспечивающей расширение функциональных возможностей по организации сети радиосвязи. Для этого в переносную станцию спутниковой связи дополнительно введены полосовой фильтр приема, полосовой фильтр передачи, сверхвысокочастотный (СВЧ) блок, блок обработки широкополосных сигналов (ШПС), внешний блок интерфейсов, пульт управления станцией, шлемофонная гарнитура, линия связи для приема/передачи сигналов по стыку С1-ФЛ-БИ, линия Еthernet, линия связи для приема/передачи сигналов по стыку RS-232 и соединительная линия (СЛ) от станции АТС, при этом для уменьшения массогабаритных показателей станции и улучшения ее эксплуатационно-технических характеристик антенно-фидерное устройство, полосовые фильтры приема и передачи, малошумящий усилитель и усилитель мощности функционально и конструктивно объединены в антенный модуль, а в аппаратный модуль функционально и конструктивно объединены блок СВЧ, блок усилителей-преобразователей приема и передачи, блок модулятора-демодулятора, каналообразующая аппаратура и блок обработки широкополосных сигналов. 1 ил.

Изобретение относится к космической технике, конкретно к области создания и функционирования систем персональной спутниковой связи с применением низкоорбитальных спутников-ретрансляторов. Технический результат состоит в снижении количества жестких эстафетных передач и уменьшении количества возникающих вследствие этого перерывов радиосвязи, ведущих к кратковременным сбоям и потерям информации. Для этого в способе трафик на абонентский терминал осуществляют через спутник-ретранслятор в течение времени, когда соотношения мощности сигнала к мощности шума превышает пороговое значение. Переносят трафик на другой спутник-ретранслятор, когда соотношение мощности сигнала к мощности шума становится ниже порогового значения, а соотношение мощности сигнала к мощности шума от другого спутника-ретранслятора превышает пороговое значение. При наличии двух и более спутников-ретрансляторов в зоне радиовидимости абонентского терминала, определяют соотношения мощности сигнала к мощности шума каждого спутника-ретранслятора. Затем сравнивают полученные значения с пороговым уровнем соотношения мощности сигнала к мощности шума, необходимым для регистрации абонентским терминалом спутника-ретранслятора. Выделяют спутники-ретрансляторы, у которых соотношение мощности сигнала к мощности шума превышает пороговый уровень, затем измеряют значения допплеровских сдвигов частоты пилот-сигналов выделенных спутников-ретрансляторов и отправляют запрос на регистрацию абонентским терминалом спутника-ретранслятора, у которого допплеровский сдвиг частоты пилот-сигнала является наибольшим из всех выделенных спутников-ретрансляторов. 2 ил.

Наверх