Синхронизация систем МДВР.

Проблема взаимной синхронизации ЗС является ключевой при реализации систем МДВР. Процесс синхронизации распадается на два этапа. Задачи первичного вхождения и стационарной кадровой синхронизации (КС) решаются, как правило, разными методами. Первичное вхождение в синхронизм

производится станциями при первичной сборке сети МДВР или при нарушении работы какой-либо ЗС. Она может также повторно включаться в работающую сеть. Задачей подсистемы первичного вхождения является определение первоначальной неопределенности времени излучения пакета с точностью, не превышающей примерно половину длительности пакета данной станции.

Критериями качества различных методов ПВ являются: время вхождения в синхронизм каждой отдельной ЗС и всей сети МДВР в целом; точность вхождения в синхронизм и влияние сигнала вхождения на пакеты других станций.

Известны три основных метода ПВ [113]: 1 — низкоуровневый; 2 — вычислительный; 3 — импульсный. При низкоуровневом методе на время вхождения ЗС излучает сигнал с уровнем на 20 ... 25 дБ ниже номинального, вследствие чего устраняется влияние сигнала вхождения на пакеты других станций. Этот метод обладает невысокой точностью и длительным временем вхождения порядка с [113].

В вычислительном методе ПВ вхождение основано на расчете времени распространения сигналов периферийных на линии для чего необходимо определять текущее положение ИСЗ на орбите, что осуществляют при помощи ЭВМ одним из двух способов: 1) предсказание положения ИСЗ на основе математической модели его движения; 2) непосредственное измерение реального положения ИСЗ триангуляционным методом. Эти данные в виде информации о величине задержки передачи пакета относительно времени приема синхрослова ведущей станции передаются на после чего она может начать передачу короткого пакета для уточнения величины задержки передачи. Преимущества вычислительного метода ПВ состоят в быстром времени вхождения (0,6 с) и отсутствии помех другим станциям. К недостаткам его следует отнести достаточно сложное программное и аппаратное обеспечение расчетов орбитальных позиций и повышенные требования к точности стабилизации ИСЗ на (для эллиптических орбит метода ПВ не пригоден).

Импульсный метод применяемый в аппаратуре МДВР ЦССС Советского Союза [25], основан на однократной передаче с номинальной мощностью короткого сигнала, не превышающего длительности кадра. Несущая частота сигнала ПВ модулируется по закону М-последовательности, обладающей рекуррентными свойствами. Это позволяет восстановить полный цикл сигнала, состоящего из символов по любому фрагменту, содержащему не менее символов. Определяя, какой фрагмент попал во временной интервал, отведенный для передачи данной ЗС, можно восстановить весь переданный сигнал и по нему вычислить временную неопределенность ЗС. Так как передача сигнала ПВ осуществляется номинальной мощностью и с высокой скоростью, то процесс ПВ происходит за один кадр передачи и с точностью, равной длительности бита М-последовательности. Аппаратурно этот метод реализуется наиболее просто. Недостаток импульсного метода в наличии кратковременной импульсной помехи другим ЗС при повторных вхождениях в синхронизм.

По окончании процесса ПВ начинается стационарная кадровая синхронизация, в задачу которой входят сведение ошибки ПВ до значения защитных интервалов между пакетами ЗС и поддержание ошибки в этих пределах при нормальной работе ЗС.

Различают два основных метода стационарной замкнутый и разомкнутый. В первом методе канал синхронизации, применительно к различным системам МДВР, является однопролетным или двухпролетным. Они отличаются удвоенной величиной запаздывания сигналов.

Однопролетные замкнутые каналы КС организуются в ЦССС с МДВР, обслуживаемой одним лучом спутника. В этом случае каждая ЗС имеет возможность принимать вместе с пакетом ведущей ЗС и свой собственный пакет. Система КС, непрерывно измеряя разность времени передачи пакета ведущей ЗС и своего пакета и корректируя время передачи своего пакета, осуществляет стационарную синхронизацию с необходимой точностью. Этот метод КС используется в отечественной системе МДВУ-40 при работе через ИСЗ «Горизонт» с однолучевой антенной.

Двухпролетные каналы КС организуются в многолучевых ССС, когда ПЗС не имеет возможности принять свой переданный сигнал. В этом случае задачу измерения разности времени излучения пакетов периферийных ЗС, передающих, например, пакеты из зоны 1 в зону 2, относительно пакета ведущей станции зоны 1, берет на себя ведущая ЗС в зоне 2 и по специальному каналу передает в своем пакете информацию о коррекции времени передачи на все станции зоны 1. Аналогично осуществляется КС периферийных ЗС зоны 2 через ведущую станцию зоны 1. В обоих случаях канал КС замыкается через ведущую ЗС другой зоны, т. е. через два спутниковых пролета. Этот метод КС используется, в частности, в системе МДВР «Интелсат», в которой ИСЗ «Интелсат-V» формирует несколько лучей [112].

Разомкнутые системы КС основаны на вычислительном методе. В этом случае время излучения пакета каждой ПЗС определяет ведущая станция, которая рассчитывает триангуляционным методом текущее положение ИСЗ, по нему вычисляет необходимую коррекцию времени передачи и по специальному каналу передает эту информацию на все ЗС. Этот метод КС реализован в системе МДВР через ИСЗ «Телеком-1», Франция [26].