Gọi các hệ thống thông tin vệ tinh tầm thấp loại nhỏ “little LEO satellite” là bởi vì các hệ thống này chỉ cung cấp các dịch vụ nhắn tin, tốc độ dữ liệu di động bit thấp ví dụ thư điện tử (e-mail), giám sát từ xa và ghi đọc các thông số đo lường từ xa trên phạm vi toàn cầu dựa vào việc sử dụng các vệ tinh hoạt động ở quỹ đạo thấp so với trái đất là trong khoảng 700 - 2000 km. Các dịch vụ đó hoạt động theo thời gian thực hoặc là theo dạng có nhớ và phụ thuộc vào khả năng vùng phủ sóng của mạng. Mức độ của vùng phủ sóng phụ thuộc vào chùm vệ tinh và khả năng cấu trúc của mạng mặt đất mà chùm vệ tinh đó hỗ trợ. Ví dụ một vệ tinh chỉ có khả năng ghi nhận các dữ liệu khi nó đi ngang qua một vùng phủ sóng nào đó, tương ứng với vị trí của một cổng chính vệ tinh được kết nối với cấu trúc của mạng mặt đất.
Thuật ngữ hệ thống “loại nhỏ” (little LEO satellite) ở đây sử dụng là có ý so sánh với các hệ thống vệ tinh không địa tĩnh được dùng để cung cấp các dịch vụ mạng thông tin vệ tinh cá nhân (PCN) cho người sử dụng, nó có cấu trúc được thiết kế phức tạp hơn nhiều.
Băng tần làm việc của các hệ thống thông tin vệ tinh tầm thấp cũng theo quy chế phân chia tần số của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) (xem phân định tần số theo 3 vùng của ITU).
Sau đây sẽ giới thiệu một số hệ thống vệ tinh tầm thấp loại nhỏ điển hình.
ORBCOMM
ORBCOMM là một hệ thống vệ tinh tầm thấp loại nhỏ (của Mỹ) được bắt đầu khai thác dịch vụ vào ngày 30 tháng 11 năm 1998, hiện tại hoạt động với một chùm 36 vệ tinh và dự kiến phát triển lên 48 vệ tinh trong tương lai. Chùm các vệ tinh này được sắp xếp như sau:
- Ba mặt phẳng quỹ đạo có góc nghiêng 450 với 8 vệ tinh trên một mặt phẳng và ở độ cao là 825 km.
- Hai mặt phẳng quỹ đạo có góc nghiêng với nhau một góc 700 và 1080, trên mỗi mặt phẳng có hai vệ tinh, đặt cách nhau 1800 và ở độ cao là 780 km.
- 8 vệ tinh đặt trên mặt phẳng xích đạo.
Hệ thống ORBCOMM cung cấp tốc độ truyền dữ liệu cho người dùng là 2,4 kbit/s cho tuyến lên và 4,8 kbit/s cho tuyến xuống và có khả năng tăng lên đến 9,6 kbit/s. Cả tuyến lên và xuống đều dùng kỹ thuật khóa dịch pha vi phân đối xứng (SDPSK) và bộ lọc nâng cuốn cosin. Tuyến thuê bao vệ tinh hoạt động trong dải băng tần từ 148 - 149,9 MHz cho tuyến lên và 137 - 138 MHz cho tuyến xuống. GMSS NMS Bay Networks Tuyến lên: 149,61 MHz Tuyến xuống: 137 - 138 MHz Radome Trạm thuê bao Cổng chính trạm mặt đất ISDN: 64 kbit/s GCC ISDN, Internet,... Tuyến lên: 148 - 149,9 MHz Tuyến xuống: 137 - 138 MHz NCC Hình 1.11: Cấu trúc mạng ORBCOMM
Vệ tinh cũng phát một tín hiệu dẫn đường với tần số 400,1 MHz. Ngoại trừ các vệ tinh, mạng ORBCOMM còn bao gồm: thiết bị truyền thông thuê bao (SC); một NCC và các cổng ra vào. NCC được đặt ở Mỹ và kiến trúc mạng ORBCOMM được mô tả ở hình 1.11.
E-SAT
E-SAT là một hệ thống vệ tinh tầm thấp loại nhỏ gồm có 6 vệ tinh đặt trên các quỹ đạo cực ở độ cao 800 km. Chùm vệ tinh này được triển khai trên hai mặt phẳng và có trung tâm điều khiển đặt tại Guildford (Anh), cổng chính đặt tại Spitzbergen (Na Uy).
Các thiết bị đầu cuối E-SAT hoạt động ở dải tần 148 - 148,55 MHz cho tuyến lên, phương thức đa truy cập trải phổ dãy trực tiếp (DS-SSMA), tốc độ dữ liệu 800 bit/s. Kỹ thuật BPSK được dùng để điều chế mã trải phổ với các ký tự và kỹ thuật MSK được sử dụng để điều chế sóng mang. Các thiết bị đầu cuối có công suất phát là 49 W với mức EIRP là 5,4 dBW. Mỗi vệ tinh E-SAT có thể hỗ trợ đến 15 thiết bị đầu cuối cùng một lúc.
Dải tần 137,0725 - 137,9275 MHz được dùng cho tuyến xuống. Mạng cung cấp các dịch vụ đo xa, giám sát và định vị.
LEO ONE
Hệ thống LEO ONE sử dụng một chùm 48 vệ tinh, bố trí 6 vệ tinh trên một mặt phẳng quỹ đạo, ở độ cao 930 km và góc nghiêng là 500 so với đường xích đạo [GOL-99]. LEO ONE được thiết kế để hoạt động ở chế độ có nhớ, tốc độ dữ liệu khoảng 24 kbit/s, dải tần tuyến lên là 137 - 138 MHz và tốc độ 2,4 đến 9,6 kbit/s, ở dải tần tuyến xuống là 149,5 - 150,05 MHz và dải tần 400,15 - 401 MHz.
Mỗi vệ tinh sẽ có khả năng giải điều chế và giải mã tất cả các gói tín hiệu thu được và nhớ, sau đó sẽ phát lại hoặc truyền trực tiếp đến trạm mặt đất cổng chính. Mỗi vệ tinh có 4 thiết bị phát sóng và 15 thiết bị thu sóng.