Ипатов В. Широкополосные системы и кодовое разделение сигналов (2007) (1151883), страница 91
Текст из файла (страница 91)
ГЛОНАСС и СИЯЯ Российская навигационная система космического базирования ГЛОНАСС имеет много общих черт с СРБ. Ее космический сегмент состоит из 24 спутников, расположенных на 3 почти круговых орбитах с номинальным периодом обращения 11 часов 15 минут и наклоном 64,8' к плоскости экватора. Для обеспечения ионосферной коррекции по-прежнему исполь- дд.д. Г д д д ддд 441я зуются две частоты Ь1 и Ь2 (соответственно в диапазонах 1,5 и 1,2 ГГц), причем С/А-код передается на несущей Ь1, а Р-код — на обеих несущих. Текущие эфемериды и другие необходимые данные, кодированные кодом Хэмминга и структурированные в кадры и подкадры, накладываются на дальномерные коды с помощью ПРС и передаются спутниками со скоростью 50 бит/с. Контрольный сегмент обеспечивает непрерывное слежение за спутниками, вычисление/прогнозирование их орбитальных параметров и загрузку данных в бортовую память спутников.
Существенное отличие системы ГЛОНАСС от СРБ состоит в том, что все ее спутники передают один и тот же С/А-код в виде бинарной ти-последовательности длины М = 511 с периодом в реальном времени 1 мс. Для разделения индивидуальных сигналов спутников их несущие сдвинуты относительно друг друга на небольшую величину, трансформирующую общий С/А-код в ансамбль частотно-сдвинутых копий т-последовательности, описанный в подпараграфе 7.5.1. Для зкономии полосы противоположные спутники одной и той же орбиты (никогда не видимые потребителем одновременно) работают на одной и той же частоте. По точностным показателям система ГЛОНАСС сопоставима с СРЯ.
В настоящее время эти системы 1наряду с такими проектами, как СаИео) зачастую трактуются как кооперативные компоненты будущей всемирной интегрированной навигационной системы 01д1ЯЯ (61оЬа1 Мах1яа$1оп Яа1еИ11е Будеш). Как подчеркивалось, увеличение числа обрабатываемых сигналов спутников повышает точность позиционирования, так что выгода от совместного использования созвездий обеих систем очевидна.
К тому же, встречаются сценарии, в которых видимость какой-то части спутников над горизонтом блокирована препятствием (например, крылом самолета), так что доступных дальномерных сигналов только СРБ нли только ГЛОНАСС может для местоопределения не хватить. При этом совместная обработка сигналов обеих систем опять обещает значительный выигрьпп в целостности местоопределений. Многие модели приемников, уже представленные на рынке или планируемые к выпуску, ориентированы на использование орбитальных группировок и СРЯ, и ГЛОНАСС. 11.2.6.
Применения Роль глобальной навигации спутникового базирования в современном и будущем мире невозможно переоценить. Одно лишь перечисление областей их применения составит достаточно длинный список, включающий традиционную навигацию кораблей, летательных аппаратов и наземных мобильных объектов (легковых автомобилей, грузовиков и др.), логистические системы, прокладку транспортных сетей (например, трубопро- ~~442 Глава 11. Примеры действующих беспроводных щирокополоснь»х систем водов), мониторинг лесных и природных ресурсов, сельское хозяйство, гражданское строительство, геодезическую съемку, предсказание землетрясений, аэрокосмическую съемку, морские исследования и многое другое.
Не имея возможности углубляться в воодушевляющие подробности прикладных перспектив спутниковой навигации, отсылаем читателя к источникам [117 — 119] и их библиографическим перечням. 11.3. Радиоинтерфейсы сс)п)аОпе (15-95) и сс)п)а2000 11.3.1. Вводные замечании Первые проекты спецификации 2С С1)МА сотового телефона стандарта 1Я-95 (впоследствии переименованного в сйшаОпе) были опубликованы в 1993-95 годах, а начало рабочей фазы сетей 1Я-95 относится к 1996 г. Ныне сети этого стандарта покрывают обширные территории, обслуживая десятки миллионов потребителей.
Выдающийся коммерческий успех системы, повсеместно признанное высокое качество сервиса и открытость к дальнейшей модерниэации сыграли роль решающих факторов в обретении философией СОМА статуса одной из платформ будущих поколений сетей мобильной связи (36 и далее).
Изначально стандарт 18-95 предназначался для постепенной замены (с сохранением совместимости) американского аналогового стандарта АМРЯ диапазона 800 МГц. В документах 18-95 предусмотрен частотный разнос прямого (869 — 894 МГц) и обратного (824 — 849 МГц) каналов1 без каких- либо ограничений в части повторного использования частот в соседних сотах или секторах. Номинальная полоса сигнала 1Я-95 составляет 1,25 МГц, так что в пределах выделенной полосы в 25 МГц оператор обладает значительной свободой в выборе несущих и частотном планировании сети.
Все БС сети жестко синхронизированы с помощью сигналов СРЯ, работая в единой шкале системного времени, что облегчает эстафетную передачу, т. е. переключение МС с одной БС на другую. Стандарт 1Я-95 (сбшаОпе), как и продукт его эволюции сс)ша2000, дают характерные примеры реальной утилизации всех преимуществ широкополосных т»сснологий в варианте ПРС. Они также чрезвычайно ценны в познавательном аспекте, прозрачно демонстрируя практические пути материализации многих из ранее обсуждавшихся идей. Ниже мы остановимся только на наиболее принципиальных моментах, касающихся расширения спектра, организации каналов, кодирования и модуляции в радиоинтерфейсах 1 Термины «прямой» и «обратный» каналы — синонимы линий «вниз» (от БС к МС) и «вверх» (от МС к БС), принятые в спецификациях с«)шаОпе и с«)ша2000.
п.8. ( ( рф г ы О ((Б.9(( й 6(ОО 443) ссЬпаОпе и ссЬпа2000. Читатель, интересующийся дальнейшими подробностями, может обратиться к [18, 69, 83, 120, 12Ц и другим источникам. 11.3.2. Расширяющие коды стандарта ссЬпаОпе Расширяющие коды 1последовательности для ПРС) стандарта сйпаОпе уже кратко упоминались в некоторых примерах. Они предназначены для кодового разделения физических каналов, разделения сигналов нескольких БС на входе приемника МС и засекречивания передаваемых данных.
Синхронное СОМА-мультиплексирование прямых физических каналов, обслуживаемых отдельной БС, выполняется на базе последовательностей Уолша длины А1 = 64 1см. подпараграф 2.7.3). Ортогональность функций Уолша обеспечивает возможность разделения соответствующих 64 физических каналов теоретически без взаимных помех. Длительность чипа последовательностей Уолша составляет примерно 0,81 мкс, а частота следования чипов — 1,2288 Мчип/с, что соответствует ранее названной полосе 1,25 МГц. Понятно, что получаемые таким способом 64 физических канала в соответствии с идеей СОМА занимают одну и ту же общую полосу без какой-либо частотной или временнбй нарезки. Все БС используют то же самое множество из 64 функций Уолша, а для разделения 'сигналов различных БС в приемнике МС вводится дополнительное ПРС так называемыми короткими ходами. Эти короткие коды состоят из двух различных бинарных псевдослучайных последовательностей Рг1-1 и РХ-ь), используемых соответственно в синфазной и квадратурной ветвях модулятора БС.
Исходно они формируются как т-последовательности РСЛОС генераторами, содержащими 15 ячеек памяти (см. 4 6.6) и задаваемыми примитивными полиномами ~у(х) = хм+ хм+ хв+ х + хт+ х~+ 1 1РХ1) и 4. (х) х15+х12+х11+х10+х6+х5+х4+хз+1 (РЯ Я) Полученн4~е по следовательности периода 7 = 2ш — 1 становятся короткими кодами Рг1-1 и РХ-Я после введения дополнительного нуля в серию из 14 последовательных нулей.
В итоге период Рг1-1 и РХ-Я Л = Ь+ 1 = 2ш = 32768 чипов, и при той же частоте чипов, что и у кодов Уолша, в секундном отрезке содержится 37,5 периодов короткого кода или в двухсекундном — — 75. Каждой БС присваивается специфический циклический сдвиг базового короткого кода, чем и обеспечивается распознавание сигналов различных БС. Всего имеется 512 таких пар циклических реплик Рг1-1 и Р51-Я со сдвигом каждой последующей пары относительно предыдущей на 64 чипа или примерно 52 мкс. При сетевом планировании следует присваивать БС короткие коды таким образом, чтобы исключить риск приема любой МС сигнала сторонней БС, задержка распространения и интенсивность которого могли бы вызвать его перепутывание с сигналом полезной БС.
Подчеркнем также, что относительные временные сдвиги между БС сети ~~~444 Глава 11. Примеры действу«ошах беспроводных широкополосных систем устанавливаются одномоментно и далее остаются неизменными, так как все БС используют СРЯ приемники для взаимной синхронизации своих эталонов времени. Еще один расширяющий код — длинный нод, исходно генерируемый как бинарная «и-последовательность памяти 42. В соответствии с примитивньп« полиномом, оговоренным в спецификации, 42-разрядный РСЛОС генератора длинного кода имеет отводы обратной связи от ячеек с номерами (слева направо) 7, 9, 11, 15, 16, 17, 20, 21, 23, 24, 25, 26, 32, 35, 36, 37, 39, 40, 41 и 42.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
