Проблемы интеграции спутниковых систем мобильной связи с радионавигациоными системами ГЛОНАСС и GPS

Исследованы возможности совместного использования спутниковых систем мобильной связи и систем ГЛОНАСС/GPS с целью повышения точности позиционирования подвижных пользователей. Представлена структурная схема субоптимальной системы приема и комплексной обработки сигналов в многофункциональном интегрированном абонентском терминале для таких систем.

Общее направление развития телекоммуникаций в начале XXI века обусловлено расширением номенклатуры предоставляемых услуг и требованиями к повышению их качества. Среди всех видов базовых и факультативных услуг, предоставляемых абонентам систем мобильной связи (СМС), все большую роль играют услуги, связанные с определением местоположения различных групп подвижных (сухопутных, морских, речных, авиационных и др.) пользователей. Уже сейчас многие спутниковые системы персональной связи с подвижными абонентами такие как, например, системы голосовой связи GLOBALSTAR и THURAYA; системы низкоскоростной передачи данных ORBCOMM и ГОНЕЦ, предусматривают предоставление такого вида услуг, как позиционирование пользователя [1,2]. Эта услуга обычно организуется в СМС потому, что функция определения местоположения абонента прежде всего реализуется для внутренних, технологических нужд телекоммуникационных систем. Так, в частности, позиционирование необходимо для определения права абонента получать связь на определенной территории (регион страны или страна в целом и т.п.), а также для организации входящих вызовов к пользователю. Кроме того, регистрация (или перерегистрация) местонахождения абонента требуется для обновления сведений о пользователе, хранящемся в опорной станции сопряжения, что используется для реализации роуминга.

Однако до сих пор потребности и возможности применения в СМС услуг, связанных с определением местоположения, были явно недооценены. В настоящее время непрерывно возрастает число абонентов СМС, которым требуется собственно навигационное обеспечение, позволяющее с должным качеством определять их координаты, скорость и другие параметры движения. Внедрение в спутниковые СМС услуг, связанных с собственно навигационным обеспечением пользователей, резко усиливает потребность в интеграции средств связи и навигации в интересах различных групп подвижных абонентов.

Кардинальным выходом из сложившегося положения для необходимого повышения качества позиционирования мобильных абонентов спутниковых СМС представляется использование (в той или иной мере) ресурсов среднеорбитальных СРНС типов ГЛОНАСС или GPS и создание на этой основе многофункциональных интегрированных АТ (МИАТ), которые способны выполнять с требуемым качеством не только телекоммуникационные функции, но и функции навигации [3,7,10,11].

При этом, естественно, что степень совместного использования для такой цели спутниковых СМС и СРНС (т.е. глубина их интеграции), в частности, в МИАТ различна в зависимости от назначения, решаемых задач и предъявляемых требований.

При глубокой интеграции связного и навигационного сегментов в МИАТ предусматривается комплексная обработка информации (КОИ) как на уровне обработки данных (вторичная обработка), так и на уровне обработки сигналов (первичная обработка) [2,12,15].

Объединение (интеграция) связного и навигационного оборудования в единый функционально, структурно и конструктивно взаимосвязанный МИАТ позволяет полнее использовать имеющуюся избыточность информации, благодаря чему появляется возможность повышения точности, помехоустойчивости, целостности, непрерывности и надежности работы АТ, а также значительного расширения круга решаемых задач (в частности, связанных с позиционированием) и улучшения качества их выполнения.

Кроме того, совместное использование рассматриваемых систем в соответствии с концепцией all in-view при реализации комплексной обработки информации (КОИ) позволяет за счет избыточной информации позволяет вырабатывать соответствующие команды на реконфигурацию структуры АТ в тех случаях, когда характеристики той или иной системы (или канала приема) выходят за пределы установленных допусков [13, 14].

Такие МИАТ спутниковых СМС при их интеграции с СРНС, используя имеющуюся информационную избыточность, способны изменять свою структуру (коммутировать каналы приема и менять их количество) практически в реальном времени в соответствии с текущими условиями функционирования, обеспечивая требуемые значения показателей качества услуг позиционирования.

Полную версию статьи можно прочитать в издании «Интернавигация», № 3 за 2006 год.