Радиоканалы сотовой связи строятся по тем же принципам, что и сотовые телефонные сети. Сотовая связь - это беспроводная телекоммуникационная система, состоящая из сети наземных базовых приемо-передающих станций и сотового коммутатора (или центра коммутации мобильной связи).

Базовые станции подключаются к центру коммутации, который обеспечивает связь, как между базовыми станциями, так и с другими телефонными сетями и с глобальной сетью Интернет. По выполняемым функциям центр коммутации аналогичен обычной АТС проводной связи.

LMDS (Local Multipoint Distribution System) - это стандарт сотовых сетей беспроводной передачи информации для фиксированных абонентов. Система строится по сотовому принципу, одна базовая станция позволяет охватить район радиусом несколько километров (до 10 км) и подключить несколько тысяч абонентов. Сами БС объединяются друг с другом высокоскоростными наземными каналами связи либо радиоканалами. Скорость передачи данных до 45 Мбит/c.

Радиоканалы передачи данных WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) аналогичны Wi-Fi. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Эксперты считают, что мобильные сети WiMAX открывают гораздо более интересные перспективы для пользователей, чем фиксированный WiMAX, предназначенный для корпоративных заказчиков. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

Радиоканалы передачи данных MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System). Эти системы способна обслуживать территорию в радиусе 50—60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора является не обязательной. Средняя гарантированная скорость передачи данных составляет 500 Кбит/с — 1 Мбит/с, но можно обеспечить до 56 Мбит/с на один канал.

Радиоканалы передачи данных для локальных сетей. Стандартом беспроводной связи для локальных сетей является технология Wi-Fi. Wi-Fi обеспечивает подключение в двух режимах: точка-точка (для подключения двух ПК) и инфраструктурное соединение (для подключения несколько ПК к одной точке доступа). Скорость обмена данными до 11 Mбит/с при подключении точка-точка и до 54 Мбит/с при инфраструктурном соединении.

Радиоканалы передачи данных Bluetooht - это технология передачи данных на короткие расстояния (не более 10 м) и может быть использована для создания домашних сетей. Скорость передачи данных не превышает 1 Мбит/с.

Принципы построения спутниковых радионавигационных систем.

КОСМИЧЕСКИЙ СЕГМЕНТ

Космический сегмент, состоящий из навигационных спутников, представляет собой совокупность источников радионавигационных сигналов, передающих одновременно значительный объем служебной информации. Основные функции каждого спутника - формирование и излучение радиосигналов, необходимых для навигационных определений потребителей и контроля бортовых систем спутника.

Космический сектор включает в себя набор входящих с СНС спутников. Такой набор часто называют орбитальной группировкой, или "созвездием". Установленная на спутниках аппаратура, которая осуществляет передачу на Землю как радиосигналов, на основе которых измеряется расстояние между спутником и потребителем, так и навигационного сообщения, в котором содержится информация об эфемеридах (координатах) спутников, о поправках к показаниям его часов, о так называемом альманахе, несущем в себе усеченную информацию о всех входящих в "созвездие" спутниках, а также некоторую другую служебную информацию.

Конструктивно спутник состоит из основного корпуса и двух достаточно больших по размерам панелей с солнечными источниками питания площадью порядка семи квадратных метров. Кроме радиотехнической аппаратуры, имеется реактивный двигатель, топливо к нему, чтобы имелась возможность корректировать орбитальное положение спутника.

Наиболее ответственным узлом на спутнике является высокостабильный опорный генератор.

На базе использования этого генератора формируются не только все передаваемые со спутника сигналы, но и работают высокочастотные электронные часы, показания которых используются как в процессе выполнения спутниковых измерений, так и для передачи сигналов точного времени.

Каждый спутник СНС НАВСТАР передает сигналы на двух несущих частотах, получивших условные обозначения L1 и L2:

• L1 = 1575,42 МГц (длина волны 19 см);

• L2 = 1227,60 МГц (длина волны 24 см).

Спутниковые сигналы названных несущих частот L-диапазона модулированы двумя кодами^[2]: точным P-кодом с частотой 10,23 МГц (длина волны 30 м) и грубым С/А-кодом с частотой 1,023 МГц (длина волны 300 м), а также навигационным сообщением.

Точный P-код предназначается для ограниченного круга пользователей и дает точность дальномерных измерений около 1 м, а грубый С/А-код, ранее предназначавшийся в основном для гражданского использования, обеспечивает определение дальностей с точностью 10 м и более.

НАЗЕМНЫЙ СЕГМЕНТ

В состав наземного сегмента входят космодром, командно-измерительный комплекс и центр управления. Космодром обеспечивает вывод спутников на требуемые орбиты при первоначальном развертывании навигационной системы, а также периодическое восполнение спутников по мере их выхода из строя или выработки ресурса. Главными объектами космодрома являются техническая позиция и стартовый комплекс. Техническая позиция обеспечивает прием, хранение и сборку ракет-носителей и спутников, их испытания, заправку и состыковку. В число задач стартового комплекса входят: доставка носителя с навигационным спутником на стартовую площадку, установка на пусковую систему, предполетные испытания, заправка носителя, наведение и пуск.

Командно-измерительный комплекс служит для снабжения навигационных спутников служебной информацией, необходимой для проведения навигационных сеансов, а также для контроля и управления ими как космическими аппаратами.

Центр управления, связанный информационными и управляющими радиолиниями с космодромом и командно-измерительным комплексом, координирует функционирование всех элементов спутниковой навигационной системы.

ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ СЕГМЕНТ

В пользовательский сегмент входит аппаратура потребителей. Она предназначается для приема сигналов от навигационных спутников, измерения навигационных параметров и обработки измерений. Для решения навигационных задач в аппаратуре потребителя предусматривается специализированный встроенный компьютер. Разнообразие существующей аппаратуры потребителей обеспечивает потребности наземных, морских, авиационных и космических (в пределах ближнего космоса) потребителей.

Как показал опыт эксплуатации СНС, каждая система определения местоположения имеет свои специфические особенности. Так, система ГЛОНАСС имеет более высокие орбиты относительно плоскости экватора, которые составляют 64,8°. Это позволяет иметь более точные навигационные определения в высоких широтах, т.е. при работе в экваториальных регионах наша система грубее, у американской же системы более грубые измерения над Арктикой и Антарктидой (табл. 6.2).

Космические аппараты ГЛОНАСС равномерно размещаются в трех орбитальных плоскостях, отстоящих друг от друга на 120°, в каждой не менее восьми спутников (в американской в шести плоскостях имеется не менее четырех спутников на каждой орбите).

Такое орбитальное построение позволяет создать сплошное навигационное поле над поверхностью Земли до высот порядка 2000 км. В пределах таких высот пользователь в любой момент может принимать навигационные сигналы каждой системы не менее чем от четырех спутников.

Период обращения спутника вокруг Земли равен примерно 11 – 12 ч, следовательно, спутники делают два оборота вокруг Земли за сутки. Такой период обращения обеспечивает прохождение каждого спутника над областью, контролируемой наземными комплексами управления, по крайней мере раз в сутки.

Комплексы осуществляют постоянный контроль орбит спутников. Любое замеченное отклонение спутника от теоретической (предвычисленной) орбиты спутника передается на борт КА, что позволяет оперативно уточнять орбиту.

Кроме наземных комплексов управления (сектора управления и контроля), как уже отмечалось, архитектура СНС

Таблица 6.2

Основные характеристики спутниковых систем ГЛОНАСС (Россия) и НАВСТАР (США)

включает космическую составляющую и аппаратуру потребителей (спутниковые приемники различного класса и направления).

Особенности построения функционирования космического сектора неразрывно связаны с общими требованиями, которые предъявляются ко всей СНС

Вот основные из них:

• накопленный опыт эксплуатации более ранних СНС показал, что высота орбиты относительно земной поверхности, равная примерно 20 000 км, является наиболее оптимальной. Как уже отмечалось ранее, характерный для такой высоты 12-часовой период обращения спутников вокруг земного шара создает определенные удобства как при обслуживании спутников, так и при их использовании потребителями;

• как отмечалось ранее (см. табл. 6.2), для обеспечения возможности одновременных наблюдений не менее четырех спутников в любой точке земного шара необходимо, чтобы общее количество входящих в "созвездие" спутников составляло около 24. Однако, как показал опыт эксплуатации СНС, для надежного решения задач силовых структур этого комплекса недостаточно.

Это обусловлено тем, что в период эксплуатации спутниковых систем наземные комплексы управления вынуждены периодически выводить часть КА из состава орбитальной группировки (ОГ) на плановое и внеплановое обслуживание. К сожалению, количество выводимых КА из состава ОГ ГЛОНАСС велико. Например, случайная выборка: 7 октября 2006 г. из состава ОГ, состоящей из 16 КА, функционировало только 10 КА, а 16 декабря – 11 КА. В период 1994–1995 гг., по официальным данным, ОГ ГЛОНАСС составляла 24 КА. Фактически ни одного дня ОГ не функционировала в полном составе. Поэтому необходимо на каждой их трех орбит иметь 1–2 запасных КА^[3]. Следовательно, для надежного решения задач навигационного обеспечения необходимо иметь ОГ ГЛОНАСС в количестве 29–30 аппаратов. Это позволит обеспечить функционирование на орбитах 24 КА.