Вернуться в каталог


Спутниковые системы


Руперт Гудингз (Rupert Goodings), Тони Нёрпель (Tony Noerpel), Hughes Network Systems Джон Уотсон (John Watson), Ericsson

Европейский институт стандартизации электросвязи (ETSI) и американская Ассоциация телекоммуникационной промышленности (TIA) совместно разработали два набора спецификаций радиоинтерфейсов для региональных систем мобильной связи на базе геостационарных спутников (Geostationary Mobile Satellite Systems, GMSS). Оба эти набора основаны на стандарте GSM и создаются с целью предоставить пользователям преимущества спутниковой мобильной связи при сохранении внешнего впечатления работы в системе GSM.
Эти наборы спецификаций, получившие названия Geo Mobile Radio-1 (GMR-1) и Geo Mobile Radio-2 (GMR-2), рассчитаны на использование нового поколения спутников "супер-GEO". В созданных на основе этих спецификаций системах используются малогабаритные двухрежимные (GSM/GMR) терминалы, позволяющие осуществлять роуминг между наземными GSM-сетями и спутниковыми сетями, исходя из предпочтений пользователя или географического покрытия спутниковых сетей.

Радиоинтерфейс GMR-1 был разработан для спутниковой системы Thuraya, а радиоинтерфейс GMR-2 - для работы Азиатской сотовой системы (Asia Cellular System, ACeS) и спутника Garuda 1, запущенного в 2000 г.

Сильное сходство протоколов верхнего уровня систем GMR с наземными системами GSM позволяет интегрировать в новые системы стандартные услуги GSM с максимальным использованием таких элементов сетевой инфраструктуры GSM, как центры коммутации мобильной связи (MSC), регистры перемещения (VLR), центры обслуживания коротких сообщений (SMSC) и др. Стратегия развития GMR предусматривает также возможности эволюции к спутниковой системе UMTS.

Использование стандарта GSM В том, что радиоинтерфейсы GMR базируются на стандарте GSM, есть несомненный смысл. Это позволяет предоставлять пользователям богатый набор GSM-услуг и строить согласованный человеко-машинный интерфейс для двухрежимных GSM/GMR терминалов. При этом поддерживается SIM-роуминг между зонами охвата GSM-сетей, спутниковых сетей и всех других систем, поддерживающих стандарт GSM. Также это позволяет использовать будущие усовершенствования услуг и свойств GSM, включая передачу пакетных данных.

Не менее важна возможность использования многих компонентов стандарта GSM, в том числе:

• протоколов обслуживания вызовов и управления мобильностью, а также SMS и дополнительные услуги, которые упрощают интеграцию системы, ее проверку и приемочные испытания;

• готовых элементов инфраструктуры GSM-сетей;

•существующих GSM-протоколов мобильного доступа (MAP) и радиоинтерфейсов между радиооборудованием и MSC;

• принятых в GSM алгоритмов аутентификации пользователя, обеспечения конфиденциальности и управления ключами.


Система GSM фазы 2 характеризуется богатым набором услуг для сетей с коммутацией каналов, который включает в себя речевую связь, факс, услуги передачи данных (со скоростью до 9,6 кбит/с), а также дополнительные услуги - ожидание соединения, запрет вызовов, переадресация вызовов, консультации по оплате и др. Стандарты GMR все эти услуги поддерживают.

Соединение терминал - терминал через один спутник Если соединение между двумя терминалами осуществляется с передачей сигнала через два спутника, задержка сигнала от одного пользователя до другого составит около 540 мс. Во многих случаях такая задержка неприемлема. Для ее уменьшения можно установить соединение с передачей сигнала только через один спутник. Одним из новшеств системы GMR как раз и является возможность осуществления соединения терминал - терминал через один спутник.



Телефоны В двухрежимных телефонах систем Thuraya (GMR-1) и ACeS (GMR-2) используется стандартный модуль идентификации абонента (SIM) и единый номер телефона, что позволяет соединяться с пользователем независимо от того, в каком режиме он находится - спутниковом или GSM. Вне зоны охвата спутниковой системы эти телефоны могут использоваться также для роуминга по всему миру в режиме GSM. Большинство дополнительных GSM-услуг доступно и в спутниковом режиме. Телефоны стандарта GMR-2 изготавливает компания Ericsson, а телефоны стандарта GMR-1 - компании Hughes и Ascom.

Спутник Thuraya-1 Спутник Thuraya-1 массой 5108 кг был запущен в октябре 2000 г. ракетой Zenit-3SL с платформы морского старта в Тихом Океане. Отделение спутника от ракеты-носителя произошло над Северной Америкой на высоте 2233 км, и спутник, рассчитанный на срок службы 12-15 лет, занял геостационарное положение на 44° в. д.

В спутниковой системе мобильной связи, разработанной компанией Hughes Electronics, используется геостационарный спутник Hughes 702, который должен обеспечить покрытие всего континента при небольших затратах. Пропускная способность сети - около 13 750 телефонных каналов. В системе могут применяться пользовательские терминалы различных типов, в том числе телефоны, близкие к сотовым телефонам по размерам, внешнему виду и качеству передачи речи, а также мобильные телефоны, установленные в транспортных средствах, и стационарные телефоны.

Спутник Thuraya-1 имеет самый большой отражатель L-диапазона из всех, когда-либо устанавливавшихся до сих пор на коммерческих спутниках, - 250-300 узких лучей (spot beam), цифровую систему формирования лучей (которая обеспечивает динамическое покрытие территории и его оптимизацию применительно к изменениям трафика) и большую мощность. Он обеспечивает возможность соединения двух мобильных терминалов через один спутник.

Интерфейс этой системы построен на стандарте GSM, но имеет ряд важных особенностей, оптимизирующих его применительно к специфике спутникового канала. Первая версия спецификаций обеспечивает поддержку богатого набора функций GSM фазы 2, включая SMS и сотовое вещание, и в нем предусмотрена возможность перехода к услугам GPRS или UMTS с коммутацией пакетов.

Предусмотрены также некоторые уникальные услуги и возможности, очень важные для спутниковой системы, в том числе интегрированные услуги, основанные на определении местоположения; возможность соединения терминал - терминал через один спутник с обеспечением конфиденциальности при помощи системы шифрования, подобной применяемой в стандарте GSM, а также оптимальная маршрутизация к наилучшему шлюзу с использованием сведений о местоположении пользователя, поставщике услуг связи и номере вызываемого абонента.

GMR-1 Радиоинтерфейс GMR-1 для спутниковой системы мобильной связи Thuraya был разработан компанией Hughes Electronics. Thuraya - это телекоммуникационная компания, которая предлагает спутниковые мобильные телефоны и спутниковые таксофоны. В ее телефонах интегрированы функции спутниковой связи, сотовой связи стандарта GSM и GPS-приемника. Система начала действовать в начале 2001 г. В спецификации GMR-1 введен также ряд методов повышения эффективности речевого канала через GSM, в том числе улучшенная модуляция и улучшенный речевой кодек с малой скоростью передачи. Стандарт GSM поддерживает 8 полноскоростных речевых каналов на каждые 200 кГц или 40 таких каналов на 1 МГц, а GMR-1 - 256 речевых каналов на 1 МГц.
Система GMR-1 обеспечивает быстрое определение местоположения как собственными средствами, так и с использованием системы GPS. Возможности системы GPS сокращают время определения местоположения с 90 с до 5 с и меньше. GPS-приемник имеют мобильные телефоны производства компаний Hughes и Ascom. Широковещательный канал управления GPS (GPS Broadcast Control Channel, GBCH) обеспечивает более быстрый доступ к спутниковым параметрам системы GPS. Для GPS-спутников и оценки времен в системе GPS предусмотрена информация об эфемеридах и календарная информация.

Единым точечным источником всех узких лучей является спутник мобильной связи, что позволяет синхронизировать все управляющие каналы. Это имеет очень большое значение для выбора и переключения узких лучей. Сигналы управления сотами GSM-сети имеют разные источники и асинхронны, что учитывается в конструкции и протоколе каналов управления GSM. Для ускорения и повышения точности выбора узких лучей, а также для некоторого повышения эффективности каналов управления в системе GMR-1 используется синхронизация каналов. Быстрота переключения каналов GMR-1 обеспечивается именно тем, что они всегда синхронны.

Дальнейшие усовершенствования Поскольку архитектура протоколов GMR-1 тесно привязана к GSM, усовершенствования протоколов GSM могут использоваться в GMR-1. Важнейшим этапом эволюции GSM является включение в этот стандарт услуг пакетной коммутации на основе протоколов GPRS, EGPRS и протоколов 3-го поколения. Эволюционирование GMR-1 также уже началось, что позволит повысить скорость передачи данных до 144 кбит/с на первом этапе и до 432 кбит/с в дальнейшем.

О проекте подвижной спутниковой связи «Турайя»

Система подвижной спутниковой связи «Турайя» состоит из следующих сегментов:

• Космического

• Наземного

• Пользовательского

Подвижная спутниковая связь предоставляется космическим сегментом. До недавнего времени этот сегмент состоял из одного действующего спутника, находящегося на геостационарной орбите в точке 44 градуса восточной долготы на высоте 35 787 километров над экватором. Спутник был запущен в октябре 2000 года ракетой-носителем «Зенит» в рамках международной программы «Морской старт».

10 июня 2003 г. компанией Thuraya Satellite Communication успешно произведен запуск второго геостационарного спутника Thuraya-2 с морской стартовой платформы "Odyssey" из акватории Тихого океана. Он позволил существенно расширить емкость спутникового сегмента. Это открывает новые направления роста: увеличение спутникового ресурса в некоторых областях, создание новых рынков и развитие новых спутниковых приложений.Зона действия спутников — около 50 % территории Российской Федерации.

Благодаря большим антеннам на спутниках поддерживатся связь с помощью мобильных терминалов по размеру и качеству связи сравнимых с телефонами GSM.

Спутники обладают следующими особенностями:

• 250-300 лучей (многолучевой антенны)

• наличием связи между мобильными телефонами только через спутник без участия наземного сегмента

• высокой емкостью (13.750 линий связи)

• наземный сегмент включает в себя Центр управления спутником и базовую станцию сопряжения с наземными сетями расположенными в городе Шарджа (ОАЭ)

Пользовательский сегмент состоит из пользовательских терминалов (телефонов) различных модификаций: портативных (терминалов-трубок), автомобильных и стационарных терминалов.

Абонентские терминалы системы «Турайя» работают как в спутниковом, так и в сотовом режиме (стандарт GSM), кроме того, они имеют встроенный GPS-приемник. Мобильные терминалы-трубки «Турайя» сопоставимы с сотовыми телефонами по размеру, внешнему виду и качеству телефонной связи. Услуги, предоставляемые сетью «Турайя», дополняют услуги наземных сотовых сетей и достигают удаленных территорий, недоступных для традиционной мобильной связи. Пользователи системы «Турайя» могут пользоваться традиционными услугами наземных GSM-сетей (передача данных, SMS сообщений), и автоматически переключаться в спутниковый режим при нахождении на территориях, где отсутствует сотовая связь. В свою очередь, при выезде из зоны покрытия сети «Турайя» абоненты могут пользоваться роумингом в сотовых сетях стандарта GSM.


Статья взята с сайта http://www.nordcomp.ru




В начало страницы
В начало страницы