RU2574855C2 - Method of transmitting information in low-orbit space satellite communication network - Google Patents
Method of transmitting information in low-orbit space satellite communication network Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574855C2 RU2574855C2 RU2013145808/08A RU2013145808A RU2574855C2 RU 2574855 C2 RU2574855 C2 RU 2574855C2 RU 2013145808/08 A RU2013145808/08 A RU 2013145808/08A RU 2013145808 A RU2013145808 A RU 2013145808A RU 2574855 C2 RU2574855 C2 RU 2574855C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- subscriber
- spacecraft
- receiving
- receiving subscriber
- coordinates
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004279 Orbit Anatomy 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к системам передачи информации и может найти применение в спутниковых системах связи, в основном низкоорбитальных с несколькими плоскостями построения орбитальной группировки.The invention relates to information transmission systems and can find application in satellite communication systems, mainly low-orbit with several planes for constructing an orbital constellation.
Известен способ передачи информации по патенту RU №2302695, H04B 7/185, 2005 г. (1).A known method of transmitting information according to patent RU No. 2302695, H04B 7/185, 2005 (1).
Согласно 1 космическая система (КС) включает три группировки космических аппаратов (КА), выведенных на разные орбиты, причем как минимум один КА расположен на геостационарной орбите для ретрансляции сигналов КА, расположенных на средне- и низковысотных орбитах. При этом каждый из КА, расположенных на низковысотной орбите, имеет возможность связи как минимум с одним из КА, расположенных на средневысотной орбите, а каждый из КА, расположенных на данной орбите, - с одним из КА геостационарной орбиты. Таким образом, посредством 1 обеспечивается глобальный охват абонентов практически в режиме реального времени с высококачественной передачей и приемом сигналов.According to 1, the space system (SC) includes three groups of spacecraft (SC) launched into different orbits, with at least one SC located in a geostationary orbit for relaying SC signals located in medium and low altitude orbits. At the same time, each of the spacecraft located in the low altitude orbit has the ability to communicate with at least one of the spacecraft located in the medium altitude orbit, and each of the spacecraft located in this orbit with one of the spacecraft in the geostationary orbit. Thus, through 1 provides global coverage of subscribers in almost real time with high-quality transmission and reception of signals.
Недостатком 1 является невозможность обеспечения надежной связи в высокоширотных (выше 65° с. ш. и ниже 65° ю. ш.) регионах, необходимость в большом количестве КА, а также в больших издержках на создание и поддержание КС.The disadvantage 1 is the impossibility of providing reliable communications in high-latitude (above 65 ° N and below 65 ° S) regions, the need for a large number of spacecraft, as well as the high costs of creating and maintaining a space station.
Также известен способ передачи информации в многофункциональной телекоммуникационной КС, включающей две подсистемы - связи и мониторинга. Подсистема связи выстроена на базе КА-ретрансляторов с обеспечением телефонной связи, видеоконференцсвязи, передачи изображений, межмашинного обмена, доступа в "Internet" в глобальных масштабах. Управление работой группировок спутников осуществляется с помощью наземных ретрансляторов, включаемых в состав станций управления, расположенных в расчетных точках земной поверхности в местах пересечения зон радиовидимости соседних КА. Космический сегмент системы включает три группировки КА системы для высоко- и низкоскоростной связи и мониторинга. Из этих группировок - две группировки включают по 24 КА на орбитах с высотой 10360 км, а третья группировка мониторинга включает 8-12 КА на высоте 600 км. Земной сегмент системы состоит из 12-14 координирующих станций, совмещенных со станциями управления подсистемы мониторинга и выполняющих роль региональных станций, а также парка подвижных и стационарных абонентских станций.Also known is a method of transmitting information in a multifunctional telecommunications CS, which includes two subsystems - communication and monitoring. The communication subsystem is built on the basis of KA-repeaters with the provision of telephone communications, video conferencing, image transmission, machine exchange, Internet access on a global scale. The operation of the satellite constellations is carried out using ground-based relays included in the control stations located at the calculated points of the earth's surface at the intersection of the radio visibility zones of neighboring spacecraft. The space segment of the system includes three spacecraft groupings for high- and low-speed communications and monitoring. Of these groups, two groups include 24 spacecraft in orbits with an altitude of 10,360 km, and the third monitoring group includes 8-12 spacecraft at an altitude of 600 km. The Earth segment of the system consists of 12-14 coordinating stations combined with the control stations of the monitoring subsystem and playing the role of regional stations, as well as a fleet of mobile and stationary subscriber stations.
В процессе функционирования, служебные сигналы (вызов, запрос, ответ и др.) передаются через ближайший КА по фидерным линиям на координирующую станцию, которая, имея информацию обо всех абонентах системы и их координатах, а также данные о свободных каналах всех КА, осуществляет прокладку маршрутов прохождения сигналов (временных каналов связи) от одного абонента к другому, см. патент RU №2169433, кл. H04B 7/185, 1999 г. (2).During operation, service signals (call, request, answer, etc.) are transmitted through the nearest spacecraft via feeder lines to the coordinating station, which, having information about all the subscribers of the system and their coordinates, as well as data on the free channels of all spacecraft, carries out the laying signal paths (temporary communication channels) from one subscriber to another, see patent RU No. 2164433, class. H04B 7/185, 1999 (2).
Основным недостатком (2) является большая стоимость из-за необходимости в большом количестве КА (минимум 56) и сложность управления такой группировкой КА. Соответственно, необходимо большое количество наземных станций (НС), при этом связь в системе осуществляется через несколько КА и НС, что увеличивает время прохождения сигналов связи и снижает качество передаваемых сигналов.The main disadvantage (2) is the high cost due to the need for a large number of spacecraft (minimum 56) and the complexity of managing such a spacecraft grouping. Accordingly, a large number of ground stations (NS) are necessary, while communication in the system is carried out through several spacecraft and NS, which increases the transit time of communication signals and reduces the quality of transmitted signals.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа предложенного изобретения, является способ передачи информации в сети космической низкоорбитальной спутниковой связи, см. RU №2434332, H04H 60/97, 2010 г. (3).The closest analogue selected as a prototype of the proposed invention is a method of transmitting information in a space low-orbit satellite communications network, see RU No. 2434332, H04H 60/97, 2010 (3).
Согласно 3 сигналы сообщения передаются абоненту и ретранслируются последовательно между КА для создания временных каналов связи между абонентами, по которым передающие абоненты определяют координаты приемных абонентов и передают предназначенные им сигналы сообщений с координатами приемных абонентов через ближайший к ним КА-ретранслятор, находящийся в зоне их радиовидимости, при этом каждый КА-ретранслятор перетранслирует полученные сигналы сообщений ближайшему к нему КА, находящемуся в зоне его видимости и расположенному в этой же орбитальной плоскости и далее последовательно другим КА, расположенным в одной орбитальной плоскости в область полярных широт, где в зоне пересечения всех орбитальных плоскостей находится зона взаимной радиовидимости КА, расположенных в различных орбитальных плоскостях, причем в этой зоне передаваемые сигналы сообщений с КА-ретранслятора ретранслируют согласно географическим координатам приемного абонента на КА-ретранслятор, расположенный в плоскости орбиты, находящейся в зоне радиовидимости приемного абонента с последующей перетрансляцией сигналов между КА, расположенными в этой же орбитальной плоскости, до момента появления в зоне радиовидимости приемного абонента, которому передают сигналы сообщений.According to 3, the message signals are transmitted to the subscriber and relayed sequentially between the spacecraft to create temporary communication channels between the subscribers, through which the transmitting subscribers determine the coordinates of the receiving subscribers and transmit their intended message signals with the coordinates of the receiving subscribers through the nearest KA relay located in their radio visibility zone In this case, each KA repeater relays the received message signals to the KA closest to it, located in its visibility zone and located in the same the orbital plane and then sequentially by another spacecraft located in the same orbital plane to the region of polar latitudes, where in the intersection zone of all the orbital planes there is a zone of mutual radio visibility of the spacecraft located in different orbital planes, and in this area the transmitted message signals from the spacecraft relay are relayed according to geographical coordinates of the receiving subscriber to the KA repeater located in the orbit plane located in the radio visibility zone of the receiving subscriber, followed by ranslyatsiey signals between satellites disposed in the same orbital plane, until the appearance in the area of the receiving subscriber radiovisibility, which transmit signals of messages.
Таким образом, в 3 для передачи сообщений используются временные межплоскостные каналы и только восходящих витков. Это, хотя и улучшает процесс передачи сообщений, но не позволяет использовать потенциальные возможности КС, что является основным недостатком 3 и, кроме того, снижает гибкость при маршрутизации сообщений, а также повышает загрузку каналов связи и ресурсоемкость системы.Thus, in 3, for the transmission of messages, temporary interplanar channels and only upward turns are used. This, although it improves the message transfer process, but does not allow using the potential capabilities of the SC, which is the main disadvantage 3 and, in addition, reduces the flexibility in routing messages, and also increases the load on communication channels and the resource consumption of the system.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является снижение ресурсоемкости системы, а также повышение технологичности и качества передачи сигналов сообщений.The technical problem to which the claimed invention is directed is to reduce the resource consumption of the system, as well as to increase the manufacturability and quality of the transmission of message signals.
Решение указанной задачи обеспечено тем, что способ передачи информации в сети низкоорбитальной космической спутниковой связи, включающий использование космических аппаратов-ретрансляторов для создания временных каналов связи между абонентами сети, в процессе создания которых после отклика, т.е. определения координат принимающего абонента, передающий абонент передает принимающему абоненту сообщения с координатами принимающего абонента, согласно изобретению на космических аппаратах-ретрансляторах для создания временного канала связи используют микроконтроллер, выполненный с возможностью коммутации каналов связи по логике один из двух на основании времени получения отклика принимающего абонента, и осуществляют соединение абонентов на основании наиболее короткого времени отклика принимающего абонента, обеспечивая за счет этого создание самого короткого из возможных временного канала связи.The solution to this problem is ensured by the fact that the method of transmitting information in a low-orbit space satellite communication network, including the use of relay space vehicles to create temporary communication channels between network subscribers, during the creation of which after the response, i.e. determining the coordinates of the receiving subscriber, the transmitting subscriber transmits messages to the receiving subscriber with the coordinates of the receiving subscriber, according to the invention on spacecraft-relays, a microcontroller is used to create a temporary communication channel, made with the possibility of switching communication channels by logic, one of two based on the time of receiving the response of the receiving subscriber, and connecting subscribers based on the shortest response time of the receiving subscriber, providing due this is the creation of the shortest possible temporary communication channel.
Использование наиболее коротких временных каналов связи позволяет значительно повысить эффективность КС при связи между удаленными абонентами, а также повысить технологичность и качество передачи сообщений.The use of the shortest temporary communication channels can significantly increase the efficiency of the communication system when communicating between remote subscribers, as well as improve the manufacturability and quality of message transfer.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, на котором схематично показано образование временных каналов связи при передаче сообщений.The essence of the proposed invention is illustrated by the drawing, which schematically shows the formation of temporary communication channels in the transmission of messages.
Предложенный способ реализуется следующим образом.The proposed method is implemented as follows.
Передача сообщений между орбитальными плоскостями обеспечивается за счет наращивания орбитальных плоскостей - до 6-8 по 6-8 КА в каждой плоскости (в прототипе - 3-4 плоскости по 4-6 КА в каждой плоскости), при этом учтено, что проход КА через широту расположения удаленных абонентов возможен как на восходящем, так и на нисходящем витках (см. статью В.Д. Еленева и А.А. Панкова «МЕТОД ВЫБОРА ПАРАМЕТРОВ ОРБИТАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ НАБЛЮДЕНИЯ», Самарский государственный аэрокосмический университет, УДК 629.7.02, 2006 г.), что приводит к разным временам отклика.The transmission of messages between the orbital planes is ensured by increasing the orbital planes - up to 6-8 with 6-8 KA in each plane (in the prototype - 3-4 planes with 4-6 KA in each plane), while taking into account that the spacecraft passes through the latitude of the location of remote subscribers is possible both in the upward and downward turns (see the article by V.D. Yelenev and A.A. Pankov “METHOD FOR SELECTING THE ORBITAL STRUCTURE OF SPACE OBSERVING SYSTEMS”, Samara State Aerospace University, UDC 629.7.02, 2006), which leads to different times Maenam response.
В процессе осуществления связи, наземный передающий абонент (см. фиг. 1) A1 из своей базы данных определяет координаты принимающего абонента А2 (которые могут быть уточнены по системе GPS/ГЛОНАСС, если абонент подвижный) и передает информацию (включая служебную) на ближайший с ним KA1 на восходящем витке. На приемник абонента А2 сообщение может поступать либо по маршруту КА3 (на нисходящем витке) и КА4 (на нисходящем витке), либо по маршруту КА2 (на восходящем витке и КА4 (на восходящем витке). Более технологичной является передача сообщения по более короткому - первому маршруту. Это позволяет повысить качество передачи сообщений (чем короче маршрут, тем меньше помех и выше оперативность передачи сообщений) и снизить энергозатраты в процессе осуществления связи. В состав связного оборудования космического аппарата-ретранслятора включен микроконтроллер (условно не показан), выполненный с возможностью коммутации каналов связи по логике один из двух на основании времени получения отклика принимающего абонента. Подобные микроконтроллеры широко известны и применяются, например, в оборудовании защиты от аварий каких-либо опасных объектов. Например, в оборудовании защиты ядерного реактора имеется коммутирующее оборудование, для включения прохождения команд какого-либо вида защиты реактора на основании мажоритарной логики (см., например, сайт Северодонецкого НПО «Импульс» www.imp.lg.ua/index.php).In the process of communication, the ground transmitting subscriber (see Fig. 1) A 1 from its database determines the coordinates of the receiving subscriber A 2 (which can be updated by GPS / GLONASS, if the subscriber is mobile) and transmits information (including service) to the closest KA 1 with him on the upward turn. The message can be sent to the subscriber’s receiver A 2 either along the route KA 3 (on the downward turn) and KA 4 (on the downward turn), or along the route KA 2 (on the upward turn and KA 4 (on the upward turn). on the shorter route — the first route. This allows you to improve the quality of message transmission (the shorter the route, the less interference and higher the efficiency of message transfer) and reduce energy consumption during communication. an controller (conditionally not shown), made with the possibility of switching communication channels logically, one of two based on the time of receiving the response of the receiving subscriber.Such microcontrollers are widely known and are used, for example, in equipment for protection against accidents of any dangerous objects. To protect the nuclear reactor, there is switching equipment to enable the passage of commands of any type of reactor protection based on majority logic (see, for example, the website of the Severodonetsk NPO Impulse www.imp. lg.ua/index.php).
Предложенный способ позволит обеспечить надежную оперативную связь в различных регионах Земли без привлечения сложных наземных телекоммуникационных систем.The proposed method will provide reliable operational communication in various regions of the Earth without involving complex terrestrial telecommunication systems.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013145808/08A RU2574855C2 (en) | 2013-10-14 | Method of transmitting information in low-orbit space satellite communication network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013145808/08A RU2574855C2 (en) | 2013-10-14 | Method of transmitting information in low-orbit space satellite communication network |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013145808A RU2013145808A (en) | 2015-04-20 |
| RU2574855C2 true RU2574855C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4A (en) * | 1836-08-10 | Stock | ||
| RU2344547C1 (en) * | 2007-05-14 | 2009-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Method of establishing communication with low-orbit space vehicles in space relaying system |
| RU2434332C1 (en) * | 2010-02-26 | 2011-11-20 | ОАО "Спутниковая система "Гонец" | Method of transmitting information in low-orbit satellite communication network with high-latitude orbits and several orbital planes |
| RU2496233C2 (en) * | 2011-12-09 | 2013-10-20 | Александр Васильевич Гармонов | Low-orbit satellite communication system |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4A (en) * | 1836-08-10 | Stock | ||
| RU2344547C1 (en) * | 2007-05-14 | 2009-01-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" | Method of establishing communication with low-orbit space vehicles in space relaying system |
| RU2434332C1 (en) * | 2010-02-26 | 2011-11-20 | ОАО "Спутниковая система "Гонец" | Method of transmitting information in low-orbit satellite communication network with high-latitude orbits and several orbital planes |
| RU2496233C2 (en) * | 2011-12-09 | 2013-10-20 | Александр Васильевич Гармонов | Low-orbit satellite communication system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3497807A (en) | Multipurpose satellite system | |
| CN109061674B (en) | System and method for continuously monitoring operation of Beidou system by using low-earth-orbit satellite constellation | |
| MX2020005990A (en) | Data transmission systems and methods using satellite-to-satellit e radio links. | |
| US9461733B2 (en) | Device and method for optimizing the ground coverage of a hybrid space system | |
| CN103780475A (en) | Spatial information network isomerism dynamic networking method based on layered autonomous area | |
| CN112152695A (en) | Low-orbit satellite constellation measuring, operation and control system and method thereof | |
| RU2434332C1 (en) | Method of transmitting information in low-orbit satellite communication network with high-latitude orbits and several orbital planes | |
| CN103684576A (en) | High-speed data communication method based on minisatellite cluster ad-hoc network | |
| CN113853024B (en) | Data transmission method, system, device and storage medium | |
| US5579536A (en) | Method and apparatus for establishing communication links between non-stationary communication units | |
| RU2614049C2 (en) | Global satellite communication and data transmission system with spacecraft at low circular orbit | |
| RU2574855C2 (en) | Method of transmitting information in low-orbit space satellite communication network | |
| RU2302695C2 (en) | Multifunction space communication system | |
| RU2659564C1 (en) | System of satellite communication with hybrid orbital construction | |
| RU2535923C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| CN113411858B (en) | Inter-satellite routing method for high-medium-low orbit hybrid networking and computer readable storage medium | |
| Kharchenko et al. | Investigation of ADS-B messages traffic via satellite communication channel | |
| Zhang et al. | Hybrid GEO and IGSO satellite constellation design with ground supporting constraint for space information networks | |
| Kota et al. | Satellite | |
| CN110662123A (en) | Service protection method and controller for optical fiber link in air-ground integrated optical network | |
| RU2734228C2 (en) | Satellite communication space system | |
| RU65703U1 (en) | LOW-ORBIT SYSTEM OF PACKAGE DATA TRANSMISSION AND DISPATCHER TELEPHONY | |
| RU2800530C1 (en) | Method for controlling the flight of a low-orbit spacecraft through navigation spacecraft of the glonass system using a backup transmission channel with code division of command-program information | |
| RU2619470C1 (en) | Stationary node of territorial radio division of dkmv range | |
| RU2503127C2 (en) | Multifunctional space relay system for data communication with space and terrestrial users |