Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

выигрыш в энергетике примерно от 20 до 30 дБ. И наконец, в районах Крайнего Севера, в которых для обеспечения персональной подвиж- ной связи использование спутнико- вых геостационарных (GEO) и средневысотных (MEO) сетей связи проблематично или вовсе невоз- можно, высотная платформа HAPS, являясь промежуточным узлом-кон- центратором трафика от наземных абонентов, может обеспечить интег- рацию сотовых сетей со спутнико- выми сетями. Применительно для территории нашей страны общий вид схемы такой сети NTN можно представить как на рис. 4. Предлагаемая сеть связи интегри- рует несколько наземных шлюзов (Gateway), имеющих доступ к ма- гистральным ВОЛС основных опе- раторов связи РФ, сотовым и, в от- дельных случаях, спутниковым си- стемам с дополнительными проме- жуточными узлами связи на базе HAPS-платформ, находящихся на высотах от 1–7 км (граница тропо- сферы и стратосферы в Арктике) до, в отдельных случаях, 20–22 км, на которых размещены ретрансля- ционные радиотехнические ком- плексы. Абоненты (пользователи) комбинированной сети связи в каче- стве терминала используют стан- дартные сотовые телефоны (смарт- фоны). Диаметр зоны обслуживания одной аэроплатформы в зависимости от высоты (h) ее размещения и ра- бочего угла места ( α ) можно оце- нить на основе приближенного соот- ношения D ≈ 2h/tg ( α ) [12]. В табл. 1 приведены точные значе- ния D для высот размещения HAPS h = 5 км и 20 км. Следует отметить, что без модификации протокола LTE наклонная дальность радиоли- ний не должна превышать примерно 100 км (это обусловлено ограниче- нием на величину задержек в сетях 4/5G). В табл. 1 приведены также угловые секторы обслуживания, в которых формируются лучи много- лучевой антенны HAPS. Ширины ДН лучей антенны должны быть раз- ные, поскольку наклонная дальность существенно увеличивается для от- клоненных от надира лучей. Разница в затуханиях энергии сигнала в лучах в надире и в отклоненных лучах составляет примерно 13 дБ. Аэроплатформы можно размещать и на высотах около 20 км, исполь- зуя стратосферные дирижабли, как это показано в работах [7, 13]. Но следует учитывать, что стратосфер- ные платформы имеют существен- ные технологические риски и их реализация связана с повышенными затратами. По мере развития техно- логий создания таких платформ они могут занять достойное место в предлагаемой архитектуре сети связи. При использовании в качестве HAPS-платформ привязных аэро- статов на более низких высотах воз- можно применение типовых техно- логических решений и платформ [12, 15, 17], которые уже зареко- мендовали себя на практике как вы- соконадежные летательные сред- ства, в которых на протяжении де- сятилетий были отработаны все ос- новные технологии. Привязные HAPS-платформы на такой высоте стоят на один-два порядка ниже, чем на высотах 15–22 км. Имею- 72 А рхитектура NTN с использованием высотных HASP-платформ Рис. 3 О бщий вид схемы сети NTN с использованием HAPS-платформ Рис. 4