Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2024

щего) луча, благодаря возможности полностью использовать весь энер- гетический ресурс ретранслятора в этом луче, его пропускная способ- ность составит m 2 R , а средняя ско- рость передачи информации в каж- дую из зон (каждому абоненту) равна mR , что в случае передачи приводит к выигрышу в пропускной способности в m раз по сравнению с глобальным лучом, чего, как было отмечено выше, не наблюдается при использовании прыгающего луча в качестве приемного. Основным достоинством прыгаю- щего луча является простота пере- распределения пропускной способ- ности ретранслятора между зонами обслуживания, достигаемая путем распределения времени экспониро- вания каждой из зон в кадре экспо- нирования пропорционально требуе- мой пропускной способности. Од- нако схеме с прыгающим лучом присущи и серьезные недостатки: l Отсутствует возможность много- кратного использования частоты, поскольку в рассматриваемом слу- чае зоны обслуживаются последо- вательно во времени единствен- ным лучом и ни о каком простран- ственном разделении частот речи быть не может. Это обстоятель- ство может служить препятствием при создании сетей высокой про- пускной способности из-за отсут- ствия требуемой широкой полосы частот в диапазонах, определен- ных Регламентом радиосвязи. l Для обслуживания всей области необходим единственный приемо- передатчик с полосой пропуска- ния, равной пропускной способно- сти сети. При требуемой высокой пропускной способности препят- ствием для использования пры- гающего луча может явиться от- сутствие достаточно широкополос- ных приемопередатчиков. l При высокой пропускной способ- ности ретранслятора ощутимыми становятся служебные затраты, связанные со временем пере- ключения луча с одной простран- ственной позиции на другую. Указанные причины приводят к тому, что один дискретно сканирую- щий передающий луч может быть использован лишь в сетях с про- пускной способностью не более 150–200 Мбит/с в Ku-диапазоне. Использование же не одного, а не- скольких прыгающих лучей нивели- рует указанные недостатки. По- этому, в общем, решение по исполь- зованию трех лучей, реализованное в Starlink, можно считать рацио- нальным и эффективным. Что касается технологии, которая используется в OneWeb, то следует сказать следующее. При использо- вании бортовых антенн с фиксиро- ванной диаграммой направленности формируется так называемый скользящий луч и для покрытия зоны обслуживания в течение се- анса связи ширину диаграммы на- правленности приходится увеличи- вать примерно в два раза, что при- водит к энергетическому проигрышу по сравнению, например, с геоста- ционарными СР на ~ 6 дБ. Исклю- чить этот проигрыш позволяет при- менение сканирующих бортовых ан- тенн, которые в течение сеанса связи отслеживают перемещение спутника относительно зоны обслу- живания таким образом, чтобы луч был постоянно нацелен в центр зоны. При смене зон обслуживания луч ретранслятора скачкообразно перенацеливается в центр следую- щей обслуживаемой зоны. Такое ре- шение называют квазистатическим покрытием зон обслуживания. При этом необходимо использование ска- нирующих бортовых антенн на ос- нове ФАР и АФАР, что приводит к заметному усложнению и удорожа- нию антенных систем ретранслято- ров. То есть по сложности органи- зации информационного обмена Starlink и OneWeb примерно одина- ковы. Сергей Щепнов Емкость любой системы связи мас- сового обслуживания, к которой от- носятся сейчас спутниковые си- стемы типа Starlink, определяется показателем спектральной эффек- тивности на единицу площади об- служивания, то есть бит/с/Гц/км 2 . В любых радиосетях повышение этого показателя может достигаться разными способами: l зонированием зон обслуживания с помощью антенных систем для целей увеличения бюджета радио- линий; l повторными использованием ра- диочастотного спектра в таких зонах и гибким перераспределе- нием спектра между отдельными зонами по разным критериям, включая нагрузочный фактор; l применением новейших комбина- ций видов модуляции и кодирова- ния, включая неортогональные типа NOMA; l взаимной координацией соседних спутников по частотным присвое- ниям, управлением мощностью как на терминале, так и на косми- ческом аппарате. Применение прыгающего луча (beam hopping), скорее всего, свя- зано с адаптивным управлением ча- стотным ресурсом таких систем с целью снижения уровня внутриси- стемных помех (cochannel in- terefence). Известно, что задача ЭМС между низкоорбитальными системами и спутниками на ГСО решаема, на- пример максимум ДН абонентского терминала Starlink приближается в процессе сканирования луча к на- правлению на ГСО не ближе чем на 18 град. Но как вы оцениваете возможность решения задачи ЭМС в Ku-диапазоне между негеоста- ционарными системами Starlink, OneWeb, “Экспресс-РВ”? Причем заявок в ITU на низкоорбитальные системы Ku-диапазона суще- ственно больше. Андрей Гриценко Это большая проблема. Если бы все системы на НГСО имели узкие пры- гающие лучи (а-ля Starlink) и была бы возможность взаимной (между системами) синхронизации их ра- боты, то воздействие помех можно было бы минимизировать и свести их до приемлемого уровня, напри- мер, путем перестройки критериев и алгоритмов перенацеливания лучей. Здесь нужно иметь ввиду, что по- мехи между системами на LEO очень кратковременны. Однако ЭМС между системами с фиксированными лучами (теку- щая версия OneWeb, “Экспресс- РВ” и другими аналогичными) можно обеспечить фактически только разделением используемых полос частот между каждой из си- стем. Вывод: для обеспечения эффектив- ности использования радиочастот- ного спектра (другими словами, ЭМС) НГСО-LEO-системами в Ku- диапазоне на спутниках необходимо (но недостаточно) использовать прыгающие лучи. Владимир Денисенко В сотовой связи на одной террито- рии и в одном частотном диапазоне могут работать разные операторы. Также и в космической связи через 49 2024 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ