Развитие сотовых сетей радиосвязи с подвижными объектами

Второе направление связано с использованием аппаратов легче воздуха для размещения на них телекоммуникационного оборудования. Специалисты обратили внимание на то обстоятельство, что примерно 250 городов на Земле используют до 80% всего телекоммуникационного трафика. Поэтому и возникла идея поднять над этими городами дирижабли с многофункциональным приемопередающим оборудованием. Внутри дирижабл

я находится гелий. Длина его может быть около 157 м, а диаметр - 63 м. Возможны также целые платформы, состоящие из двух скрепленных дирижаблей. Общая масса аппарата составляет примерно 11 т, из которых непосредственно на оборудование связи приходится 10 - 15%. Размещают такой дирижабль в районе крупных городов на высоте 21 км, т.е. выше существующих авиационных линий, где ветровой напор слабее, чем в более низких слоях атмосферы.

Над реализацией подобного проекта несколько лет работает компания Sky Station International Inc. (США). Компания планирует, начиная с 2007 г., установить 250 платформ над всеми крупными городами мира.

Для проекта Sky Station выбран миллиметровый диапазон, который ранее не использовался. Этот диапазон ITU-R закрепил за системами стратосферной связи. Для нисходящей линии планируется использовать частоты 47,2 - 47,5 ГГц, а для связи Земля - платформа - диапазон 47,9 - 48,2 ГГц.

Зона обслуживания одного дирижабля представляет собой территорию диаметром до 1000 км, которая разделяется на три концентрические части диаметром 40, 125 и 1000 км. Всего на этой территории предполагается создать до 2100 виртуальных сот различных размеров. В пределах радиовидимости предполагается организовать все виды связи: скоростной Internet, интерактивное телевидение, цифровое радиовещание, электронную почту, мобильную широкополосную связь, пейджер и т.д.

Всего на всех 250 платформах планируется организовать 150 миллиардов каналов при скорости 64 кбит/с по ценам, которые будут гораздо ниже тех, которые присущи спутниковым системам связи.

В качестве энергетической установки предполагается использовать солнечные батареи с удельной мощностью 300 Вт/кг, Полагают, что общая энергетика дирижабля составит 100-300 кВт.

На пути реализации проекта стоит ряд нерешенных проблем. Укажем две из них. Пока не ясно, как удержать гелий во внутренней оболочке в течение всего срока службы дирижабля. который оценивается в 10 - 12 лет. Здесь необходимо учитывать, что все конструкции дирижабля подвергаются воздействию солнечных лучей, интенсивного космического излучения и озона, который является агрессивной средой.

Не решен вопрос о стабилизации аппарата в пространстве. Точность стабилизации должна быть 30 - 40 м. Вначале специалисты Sky Station рассчитывали использовать для удержания дирижабля ионный ксеноновый реактивный двигатель, который применяется на геостационарных ИСЗ для коррекции орбиты. Потом было решено заменить его более совершенным коронно-ионным двигателем. Реактивная тяга в нем создается потоком ионизированного воздуха.

Сейчас трудно сказать, какова будет окончательная конструкция 250 стратосферных платформ, которые должны начать работу к 2005 г. Общая стоимость проекта оценивается в 2,5 млрд долл. Ожидается, что абонентский терминал будет стоить около 200 долл., а минутный тариф на передачу по каналу со скоростью 64 кбит/с не превысит нескольких центов.

Еще один проект связан с летательными аппаратами тяжелее воздуха. Летом 1999 г. на авиационной выставке в Париже внимание специалистов привлек легкий летательный аппарат класса HALO (High Altitude, Long Operation), т.е. высотный с большим временем полета. Такой самолет, оснащенный ретрансляционной аппаратурой, может длительное время барражировать в стратосфере на высоте около 16 км над крупным городом и обеспечивать всеми услугами связи территорию диаметром 120 - 140 км. По оценкам специалистов, общий поток передаваемой информации составляет 40 Гбит/с. Такая информационная емкость эквивалентна 5-10 геостационарным связным КСЗ.

Таким образом, несмотря на сложность задач, нет недостатка в оригинальных технических проектах, каждый из которых предлагает свои методы для их решения. Это позволяет надеяться, что 3-е поколение мобильных систем будет основано на самых передовых современных технологиях.

В заключение необходимо остановиться еще на одной проблеме, связанной с реализацией всемирного стандарта мобильной связи. Речь идет о выделении частотных полос для наземных и спутниковых сегментов глобальных систем IMT-2000 и UMTS.

Как уже отмечалось, для IMT-2000 были выделены полосы 1885 - 2025 и 2110 - 2200 МГц. В положении S5.388, внесенном в Регламент радиосвязи на ВАКР-92, отмечалось, что эти полосы предназначены для использования на всемирной основе администрациями, желающими внедрить системы IMT-2000. Подчеркивалось также, что такое присвоение не препятствует использованию этих полос другими службами, которым ранее были предоставлены эти полосы.

Однако перспектива совместного использования общей полосы различными радиослужбами таит в себе возможность различных конфликтных ситуаций. Поэтому администрациям связи тех государств, которые являются членами МСЭ, пришлось провести ряд исследований и разработать план перевода существующих радиослужб в другие частотные диапазоны. Многие государства уже начали выводить существующие службы из этих полос и планировать развертывание систем IMT-2000.

Традиционными системами, использующими эту полосу частот, являются радиорелейные линии связи прямой видимости (РРЛ). На территории Украины, России и других стран СНГ действуют, в частности, радиорелейные системы КУРС-2, для которых выделен диапазон 1700 - 2100 МГц. Согласно плану рабочих частот в полосе 400 МГц размещаются 6 дуплексных ВЧ стволов. Для освобождения этой полосы и развертывания РРЛ в других диапазонах требуется время и средства.

Поскольку стандарт UMTS должен работать в совместимых режимах с глобальной системой IMT-2000, то оба проекта будут использовать частоты, выделенные на конференции ВАКР-92. В соответствии с решением Европейского радиокоммуникационного комитета (ERC), принятым 1 октября 1997 г., для наземного сегмента UMTS выделены полосы 1900 - 1980 МГц; 2010 - 2025 МГц и 2110 - 2170 МГц. Для спутникового сегмента UMTS выделены полосы 1980 - 2010 МГц (Земля - спутник) и 2170 - 22000 МГц (спутник - Земля) с дуплексным разносом 190 МГц.

Согласно прогнозам МСЭ, с развитием современных технологий все большее количество пользователей будет нуждаться в новейших услугах подвижной радиосвязи, к которым помимо передачи речи добавятся разнообразные компьютерные приложения и скоростной доступ в internet. Следовательно, возрастут скорости передачи, а вместе с ними и необходимые полосы пропускания приемо-передающего оборудования.

 Скачать реферат