Специальный выпуск. Каталог «Спутниковая связь и вещание 2018»

Таким образом, для оценки уровня сигналов и помех можно воспользо- ваться результатами анализа линии “Земля – КА” с учетом того, что значения на рис. 4 следует снизить примерно на 3 дБ для сигналов и помех, принимаемых БС от спут- ника, и на 5 дБ для сигналов, при- нимаемых датчиками. Как и в пре- дыдущем случае, следует учитывать дополнительные поляризационные потери и конкретное значение уси- ления бортовой антенны. Естественно, что спутник на линии “Космос – Земля” будет создавать помехи всем БС LPWAN, находя- щимся в его рабочей зоне. Интен- сивность этих помех зависит от до- пустимой цикличности передач и высоты орбиты. Но следует учи- тывать, что действовать эти спутни- ковые помехи будут совместно с иными неконтролируемыми поме- хами от “чужих” БС и чужих “дат- чиков”, которые могут превосхо- дить помехи от спутника по интен- сивности и уровню мешающего воз- действия многократно. О бсуждение результатов и выводы В данном случае представлена оценка уровней сигналов и помех применительно к технологии LoRa (каналы 125 кГц, мощность пере- датчика 25 мВт). Результаты этой оценки показывают, что при разме- щении ретрансляционной аппара- туры на низкоорбитальном спут- нике, предусматривающей совмест- ную работу с сетями LPWAN LoRa (в данном случае высота орбиты 800 км), энергетика радиолиний до- статочна для ретрансляции сигна- лов с типовых оконечных датчиков при использовании SF9 – SF12. Одновременно могут быть при- няты спутником сигналы БС при SF10–SF12. Передача пакетов по узкополосному радиоканалу составляет от 0,2 до 2 с для пакетов 10–50 байт. Эти сиг- налы можно рассматривать в каче- стве полезной информации или помех в зависимости от системных решений при организации интегри- рованной сети для масштабирования наземной сети LPWAN. Сигналы сторонних (не входящих в интегрированную систему) БС и датчиков следует рассматривать как помехи. Соизмеримость уровней помех и сигналов приводит к сниже- нию емкости радиолиний, но это не означает, что работа системы блоки- руется. Объясняется это тем, что в технологии LoRa используется слу- чайный множественный доступ, ко- торый подобен технологии Aloha, но более устойчивый к коллизиям (частичное наложение пакетов во времени не приводит к коллизии). Для повышения уровня сигналов для “своих” датчиков целесооб- разно применять в их составе ан- тенны с круговой поляризацией. Следует отметить, что в данной статье представлены исключительно оценки уровней сигналов и помех, которые показывают, что потенци- ально имеется возможность масшта- бирования сетей LPWAN LoRa с ис- пользованием низкоорбитальных спутниковых систем. Следует отме- тить, что масштабирование систем LPWAN является актуальной зада- чей [13, 14], от успешного решения которой зависит перспектива их раз- вития и коммерческая состоятель- ность. Для формирования вариантов мас- штабирования требуется дополни- тельное моделирование ситуаций с учетом вероятностных характери- стик и принятой (нормативно допу- стимой) цикличности передачи ин- формации, распределения источни- ков информации на Земле и много- гранных режимов работы модемов LoRa. Причем это моделирование должно быть выполнено для раз- личных регионов Земли с учетом распределения нелицензируемых полос радиочастот (см. таблицу 1), принятых частотных планов распре- деления каналов и технических па- раметров (в том числе с учетом эф- фекта Доплера [16]), достаточных для работы симулятора LoRaSim [13, 14]. Исследование реализуемости систем LEO с целевой функцией M2M/IoT рассматривается во многих странах [1, 9], в том числе и в Китае [17, 18] с использованием нелицензируемых диапазонов частот LPWAN. Потенциальная возможность со- вместного использования радиоча- стот наземными системами LPWAN и спутниковыми системами осно- вана на Статье 4.4. Регламента Ра- диосвязи (вторичная основа и несоз- дание помех). Условия совместного использования сетей LPWAN и спутниковых систем начали прора- батываться в организации CEPT в 2017 г. Л итература 1. Прокофьева О. Перспективы спут- никовых технологий на рынке M2M/IoT, // Технологии и сред- ства связи. – № 2. – 2017. С. 43–47. 2. Урличич Ю.М. Высокоинформа- тивные системы связи и вещания HTS и LEO-/MEO-HTS: бумажные проекты или прорывное направле- ние космической индустрии // Тех- нологии и средства связи. Специ- альный выпуск “Спутниковая связь и вещание-2017”. – № 6. – 2016. С. 44–48. 3. Анпилогов В.Р. Эффективность низкоорбитальных систем спутнико- вой связи на основе малых космиче- ских аппаратов // Технологии и средства связи. – № 4. – 2015. С. 62–67. 4. Анпилогов В.Р., Урличич Ю.М. Тенденции развития спутниковых технологий и критерии оценки их технико-экономической эффектив- ности // Технологии и средства связи. – № 2. – 2016. С. 46–53. 5. Пайсон Д.Б. Малые спутники в современной космической деятель- ности // Технологии и средства связи. Специальный выпуск “Спут- никовая связь и вещание-2017”. – № 6. – 2016. С. 64–69. 6. Кукк К., Анпилогов В.Р., Лок- шин Б.А., Крылов А. Вопросы реа- лизации Федеральной космической программы РФ до 2026 г. // Тех- нологии и средства связи. Специ- альный выпуск “Спутниковая связь и вещание-2017”. – № 6. – 2016. С. 20–26. 7. Спутниковый широкополосный доступ на основе технологии HTS (GEO/MEO/LEO/HEO-HTS). Аналитический Отчет J’son & Part- ners Consulting, 2016/2017 г. 8. Каширин А.В., Глебанова И.И. Анализ современного состояния рынка наноспутников как подрыв- ной инновации и возможностей его развития в России // Молодой учё- ный. – № 7 (111). – 2016. С. 855– 867. 9. Спутниковые технологии на рынке М2М/IoT. Аналитический отчет J’son & Partners Consulting. – Июль 2017 г. 77 2018 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Таблица 5 Входной приемный Шумовая каскад температура, K Базовая станция 800–900 Оконечный датчик 1450–1850 Бортовой ретранслятор 450–500 У ровни тепловых шумов