многоспутниковая сотовая система связи

Формула изобретения

Многоспутниковая сотовая система связи, состоящая из наземных стационарных и подвижных станций, над которыми движется множество спутников связи, каждый из которых образует каналы связи с соседними спутниками связи, а также образует посредством блока приемопередатчиков каналы связи с наземными станциями, формируя посредством блока антенн на земной поверхности соответствующие движущиеся зоны связи с сотовой структурой и соответствующим распределением предоставляемых частот связи, отличающаяся тем, что в каждую спутниковую станцию введены блок управления, блок вариантов коммутации, коммутируемая матрица и блок выявления аварийного приемопередатчика, выход которого соединен с входом блока управления, а вход подключен к управляющему выходу блока приемопередатчиков, выполненного с возможностью такого подключения, информационный вход/выход которого подключен через коммутируемую матрицу к выходу/входу блока антенн, вход/выход блока вариантов коммутации соединен с соответствующим выходом/входом блока управления, выход которого соединен с управляющим входом коммутируемой матрицы, причем спутники связи располагают на своих орбитах таким образом, что движущиеся зоны связи смежных спутников связи перекрываются по краям не менее чем на одну сотовую ячейку, а приемопередатчик канала каждой из перекрывающихся сотовых ячеек может быть перекоммутирован на замену аварийного приемопередатчика с той же частотой связи канала одной из неперекрывающихся сотовых ячеек.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в глобальных мобильных системах связи, применяющих ячеистую технологию.

Известна наземная мобильная станция многоспутниковой связи (патент РФ №2169991, МПК7 Н04В 7/26, 2001 г.), содержащая блок телемеханики передающей фазированной антенной решетки (ФАР), передающий блок ФАР, передатчик, блок управления, двухканальный демодулятор, приемник, приемный блок ФАР, блок телемеханики приемной ФАР, селектор команды "Режим обхода" и терминал. Недостатками устройства являются ограниченная надежность при значительной конструктивной сложности.

Известна наземная подвижная станция спутниковой связи (патент РФ №2176853, МПК7 Н04В 7/26, 2001 г.), содержащая приемопередающий антенный блок, блок телемеханики, передатчик, приемник, датчик расстояния, демодулятор, блок управления, терминал и датчик направления. Недостатками устройства являются ограниченная надежность при значительной конструктивной сложности.

Наиболее близким к предлагаемой является система управления для спутниковой системы связи и телеметрическая следящая и управляющая система связи (патент РФ №2134488, МПК6 Н04В 7/185, 1999 г.), состоящая из наземных стационарных и подвижных станций, над которыми движется множество спутников связи, каждый из которых образует каналы связи с соседними спутниками связи, а также образует посредством блока приемопередатчиков каналы связи с наземными станциями, формируя посредством блока антенн на земной поверхности соответствующие движущиеся зоны связи с сотовой структурой и соответствующим распределением предоставляемых частот связи. Недостатками устройства являются ограниченная надежность при значительной конструктивной сложности.

Задачей изобретения является повышение надежности без существенного усложнения конструкции системы.

Решение задачи достигается тем, что в многоспутниковую сотовую систему связи, состоящую из наземных стационарных и подвижных станций, над которыми движется множество спутников связи, каждый из которых образует каналы связи с соседними спутниками связи, а также образует посредством блока приемопередатчиков каналы связи с наземными станциями, формируя посредством блока антенн на земной поверхности соответствующие движущиеся зоны связи с сотовой структурой и соответствующим распределением предоставляемых частот связи, введены блок управления, блок вариантов коммутации, коммутируемая матрица и блок выявления аварийного приемопередатчика, выход которого соединен с входом блока управления, а вход подключен к управляющему выходу блока приемопередатчиков, выполненного с возможностью такого подключения, информационный вход/выход которого подключен через коммутируемую матрицу к выходу/входу блока антенн, вход/выход блока вариантов коммутации соединен с соответствующим выходом/входом блока управления, выход которого соединен с управляющим входом коммутируемой матрицы, причем спутники связи расположены на своих орбитах таким образом, что движущиеся зоны связи смежных спутников связи перекрываются по краям не менее чем на одну сотовую ячейку, а блок вариантов коммутации для переключения на аварийный канал в первую очередь отключает приемопередатчик канала одной из краевых сотовых ячеек с частотой связи, равной частоте связи аварийного канала.

Технический результат состоит в повышении надежности системы за счет обеспечения возможности замены аварийного приемопередатчика одной из центральных сотовых ячеек приемопередатчиком одной из краевых сотовых ячеек без существенного усложнения конструкции.

Структурная схема многоспутниковой сотовой системы связи изображена на чертеже.

Система содержит блок 1 приемопередатчиков, коммутируемую матрицу 2, блок 3 антенн, блок 4 выявления аварийного приемопередатчика, блок 5 управления и блок 6 вариантов коммутации.

Система работает следующим образом. Спутники связи расположены на своих орбитах таким образом, как, например, изображено на чертеже для движущихся одна за другой спутниковых станций № К-1, № К и № К+1, что движущиеся зоны связи смежных спутников связи № К-1 и № К (или № К и № К+1) перекрываются по краям не менее чем на одну сотовую ячейку. В случае выхода из строя приемопередатчика одной из центральных сотовых ячеек, например спутника № К, в конструкции прототипа соответствующий канал связи оказывается аварийным по всей траектории движения спутника № К, а соответствующая зона связи оказывается аварийной на время до подхода последующей рабочей сотовой ячейки спутника № К или спутника № К-1. В предлагаемой конструкции блок 6 вариантов коммутации спутника № К отключает приемопередатчик исправного канала одной из краевых сотовых ячеек с частотой связи, равной частоте связи аварийного канала, и включает его на аварийный канал. При этом отключенный канал краевой сотовой ячейки связи спутника № К дублируется перекрывающей ее краевой сотовой ячейкой связи последующего спутника № К-1.

Элементы системы могут быть выполнены из типовых модулей и на элементной базе, применяемой в системах спутниковой связи. Конструктивное выполнение ряда блоков может совпадать с аналогичными блоками прототипа. Например, блоки 1 и 3 могут совпадать по конструкции с соответствующими блоками прототипа. Конструкция коммутируемой матрицы 2 может быть выполнена по патенту US №4181886, МПК Н04В 7/185, 1980 г. Конструкции блоков 4, 5 и 6 очевидны из уровня техники.