Специальный выпуск. Каталог «Спутниковая связь и вещание 2018»

Проблемным вопросом является вы- деление полос радиочастот для спутниковой группировки, которая имеет целевую функцию M2M/IoT. Но очевидно, что оптимальным ре- шением является интеграция назем- ных сетей LPWAN и низкоорби- тальных спутниковых систем M2M/IoT. В данном случае под ин- теграцией понимается использова- ние спутниковой системой тех же диапазонов частот и тех же техноло- гий множественного доступа, обес- печивающих работу типовых око- нечных устройств (датчиков), как и в сетях LPWAN. Выбор технологии LPWAN, которая наиболее при- емлема для интеграции с глобаль- ной спутниковой системой, базиру- ется на анализе следующих общих факторов: условие массовости або- нентского сегмента на международ- ном рынке и требование открытости программных продуктов и техноло- гии (стандартизированной по факту). Далее следует учитывать требуемые технические параметры и возможность их реализаций в ре- трансляционной аппаратуре полез- ной нагрузки низкоорбитального спутника. Применительно к совре- менным геополитическим условиям дополнительно следует учитывать зависимость (независимость) от ограничения зарубежных поставок компонентной базы, а главное – зависимость от программного обес- печения, то есть в общем случае тре- буется наличие импортобезопасной элементной базы и открытого про- граммного продукта на междуна- родном рынке. В максимальной сте- пени перечисленным условиям отве- чает технология LPWAN LoRa. В спутниковой низкоорбитальной си- стеме “Аврора” [10, 11], целевая функция которой предусматривает услуги в сегменте M2M/IoT, рассмат- ривается возможность и целесообраз- ность наличия бортового ретрансля- ционного комплекса, реализуемого на основе типовой технологии LPWAN, отработанной для наземных сетей. По сути, требуется перенести базовую станцию (БС) LPWAN на низкоорби- тальный спутник. Один из вариантов предполагает со- вместное использование нелицензи- руемых частот ISM, выделенных для работы систем ближнего ра- диуса действия (SRD). Особо отме- тим, что этот вариант ориентирован на сервисы M2M/IoT исключи- тельно для условий, не предпола- гающих работу в реальном мас- штабе времени. При этом земные БС LPWAN не должны создавать неприемлемых помех для работы спутниковой низ- коорбитальной системы “Аврора” и наоборот. В общем случае обеспече- ние этого взаимного условия должно базироваться на междуна- родных правилах ITU, определяю- щих критерии (допустимые уровни) помех при координации радиоэлек- тронных средств и оценке помехо- вой обстановки. Однако таких пра- вил и критериев для данной задачи сегодня нет. Соответственно, пред- ставляется важным провести пред- варительный анализ уровней сигна- лов и помех с целью оценки воз- можности совместной работы назем- ных сетей LPWAN и низкоорби- тальных спутниковых сетей M2M/IoT в совместных полосах ча- стот, в частности с учетом особенно- стей технологии LoRa. Подобная за- дача определена на ВКР-15 для ее рассмотрения на ВКР-19 (п.9.1.8, http://www.itu.int/oth/R0A0A000 00A/en). Н елицензируемые полосы частот LPWAN Базовые станции LPWAN работают в нелицензируемых (не требуется получение специального разрешения радиочастотных служб) диапазонах частот (см. таблицу 1). В этих поло- сах частот могут работать радио- электронные средства с ограниче- нием мощности передатчиков и па- раметров частотных каналов. Например, для технологии LoRa ти- повыми каналами является 125 кГц с шагом 200 кГц (диапазон 868 и 780 МГц) и 200/600/1600 кГц для 915 МГц. Кроме того, в разных странах установлены разные ограничения мощности оконечных устройств от 25 мВт (14 дБм) до 100 мВт (20 дБм), но в диапазоне 915 МГц (в США) могут работать устройства до 1 Вт. Причем в технологии LoRa приме- няется режим TDD, то есть прием и передача в канале на одной частоте. Кроме технологии LoRa существуют и иные технологии LPWAN, кото- рые здесь не рассматриваются, но в последующем должен быть выпол- нен комплексный анализ всех тех- нологий. Таблица 1 показывает, что суще- ствует разнобой нелицензируемых диапазонов частот, технологий и технических параметров РЭС, при- нятых национальными администра- циями связи. Естественно, что ре- трансляционная аппаратура низко- орбитальных спутников (в частно- сти, в системе “Аврора”), предпола- гающая интегрированную работу с наземными сетями LPWAN, должна обеспечивать возможность измене- ния частот в зависимости от терри- тории, обслуживаемой конкретным спутником (синхронно по приему и передаче), и возможность приема информации с наиболее маломощ- ных датчиков. А уровни помех сле- дует оценивать с учетом особенно- стей технологии LPWAN. Анализу технологий LPWAN посвящено множество публикаций, в совокуп- ности наиболее полно технологии LPWAN представлены в [12]. Варианты совместного использова- ния нелицензируемых радиочастот SDR (системы ближнего радиуса действия) различными системами 73 2018 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Таблица 1 Диапазон частот, МГц Страны и регионы 433–434* Страны ЕС, Швеция, Турция, ОАЭ, Великобритания, страны Африки 470–510* Китай 779–787 Китай 863–870 Страны ЕС, Турция, ОАЭ, страны Африки, Великобритания 865–867 Индия 902–928 США, Канада, страны Южной Америки 915–928 Австралия, Новая Зеландия, Великобритания 920–923 Южная Корея, Малайзия 920–925 Гонконг, Сингапур, Таиланд, Вьетнам 920–928 Япония 922–928 Тайвань 923–925 Бруней, Камбоджа, Индонезия, Лаос * в спутниковой системе “Аврора” не планируется Н азвание