Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2023

ненного диапазона 863–870 МГц для районов 2 и 3, а в районе 1 этот диапазон предусмотрен для России, Белоруссии и Украины [3]. Россий- ская таблица распределения полос частот (в версии 2019 г.) не пред- усматривает применение диапазона ISM 863–870 МГц для спутниковых служб, но его использование воз- можно на основе п. 4.4 Регламента радиосвязи, как и диапазона ISM 915–928 МГц, во многих странах, за пределами России. Следует отметить, что, независимо от того, существует ли выделение полосы частот в Таблице или нет, это выделение невозможно получить для спутниковой сети с использова- нием негеостационарных КА на условиях защиты от помех. То есть непременным условием является от- сутствие защиты от помех и условие непричинения помех для РЭС всех служб, работающих в этой полосе частот. В данном случае для соблюдения условия непричинения помех не- обходимо ограничить уровень спек- тральной плотности ЭИИМ [4] пе- редающих каналов КА с целью не- допущения “мешающих помех” для РЭС SRD (устройства ближнего ра- диуса действия) и сетей LPWAN. Но эти РЭС, работающие на безли- цензионной основе, создают помехи в приемных каналах КА на линии “абонент – КА”. В данном случае применительно к технологии LoRa и диапазону ISM следует оценить до- пустимую величину (C/I), то есть отношение полезного сигнала (С) к суммарной помехе (I) на входе при- емного устройства КА в полосе ча- стот канала (B Rx ). К ритерий допустимости помехи на линии “абонент – КА” В качестве исходного критерия до- пустимого уровня помехи можно принять значение (C/I)min = минус 14 дБ, которое установлено для на- земных сетей LPWAN LoRa [5]. Отметим, что для сетей IoT на ос- нове технологий Sigfox (и им подоб- ных со сверхузкополосными кана- лами) установлено значение C/I = плюс 7–8 дБ [5], что дополнительно подтверждает необходимость вы- бора технологии LoRa для спутни- ковой сети. Полезный сигнал (P Rx ) на входе приемника КА зависит от ЭИИМ = P Tx G Tx ( θ , φ ) абонентских средств потребителей (АСП), излучающих сигналы в направлении КА. Полез- ная нагрузка КА имеет приемную антенну с усилением G Rx ( θ , φ ) в направлении прихода этих сигналов ( 1 ) где λ – длина волны, R – наклон- ная дальность в направлении або- нента. Для достижения “беспомеховой” ра- боты уровень помехи I max в полосе B Tx , поступающей на приемник КА, не должен превышать (в мере дБ) I max ≤ P Rx – (C/I) min = P Rx +14 дБ, (2) где (C/I) min = минус 14 дБ. То есть допускается помеха, кото- рая на 14 дБ сильнее, чем величина полезного сигнала P Rx . Кроме того, если полоса частот по- мехи больше полосы чаcтот при- емного канала (B Tx > B Rx ), то сле- дует учесть поправочный коэффи- циент . (3) В этом случае допустимый сигнал помехи I max ≤ P Rx – (C/I) min = = P Rx +14 дБ + F , при B Tx < B Rx значение F = 0 дБ. (4) Из (4) следует, что при использова- нии технологии LoRa допускается помеха минимум на 14 дБ больше, чем уровень чувствительности, уста- новленный в приемнике КА для за- данного значения SF (без деграда- ции битовой ошибки). Помехи, которые могут воздейство- вать на КА, целесообразно разде- лить на два класса. К первому классу относятся источники помех, связанные с работой РЭС SRD, ко второму классу относятся источ- ники помех, создаваемые “чужими” абонентами сетей LPWAN. П омехи, создаваемые РЭС SRD, в каналах КА на линии “абонент – КА” Число источников помех (Мр) от РЭС SRD в полосе частот при- емного канала КА можно оценить на основе соотношения M p = 1/N k *D C * ξ *S, (5) где N k – потенциальное число ча- стотных каналов приема КА; D C – цикличность передачи источ- ников помех в сутки; ξ – плотность источников помех (число помех на км 2 ); 35 2023 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ И ллюстрация бесшовной сети IoT Рис. 1 Примечания: КА – космические аппараты спутниковой сети IoT. БC – базовые станции сети LPWAN LoRa. РСС – региональная станция сопряжения спутниковой сети IoT. Облако – внешнее (личное или частное) хранилище данных и место их обработки. АСП IoT – абонентские средства потребителей. Заказчики – потребители услуги (в собственности находятся группы АСП А, Б, В и т.д.).