Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2025

нии высокоскоростных сетей в зонах с высокой концентрацией трафика, например в густонаселен- ных городских агломерациях. В ка- честве примера в данной статье рас- смотрены некоторые аспекты созда- ния такой высокоскоростной сети мобильной связи в новых стандар- тах (5G, 6G) для территорий, окру- жающих российские города-мил- лионники. Если внутри самих круп- ных городов создание дополнитель- ных наземных сетей в новых стан- дартах может оказаться экономиче- ски эффективным, то на окружаю- щей их территории с большим чис- лом городков, поселков, дачных кооперативов наземные сети себя едва ли оправдают. С еть мобильной связи в новых стандартах для территорий вокруг городов-миллионников По данным Росстата [6], в Россий- ской Федерации на начало 2024 г. имелось 16 городов с населением более 1 млн человек, они перечис- лены в табл. 1. Для решения поставленной задачи целесообразно применить много- лучевое покрытие территории с рас- четом, чтобы каждый парциальный луч покрывал территорию вокруг одного города (или двух близкорас- положенных). Учитывая довольно большой разнос по долготе перечис- ленных городов (от 30° в.д. у Санкт-Петербурга до 92° в.д. у Красноярска), целесообразно по- строить систему связи на основе двух КА, например в орбитальных позициях 53° в.д. и 80° в.д., исполь- зуемых предприятием “Космическая связь” (ГП КС). Для достижения максимальной пропускной способно- сти предлагается разместить систему связи в Ка-диапазоне, в котором Регламентом Радиосвязи выделены для гражданского применения в ФСС полосы частот 17,7–20,2 ГГц на линии “вниз” и 27,5–30 ГГц на линии “вверх”, а всего с учетом по- ляризационного разделения имеется частотный ресурс в 5 ГГц на линии “вверх” и 5 ГГц на линии “вниз”, который должен быть разделен между фидерной и абонентскими радиолиниями. В данном случае фидерная и абонентские радиоли- нии будут работать в одном и том же диапазоне частот и фидерная линия займет половину доступной полосы частот, то есть 2,5 ГГц, остальные 2,5 ГГц будут поделены между абонентскими линиями. При- меняемый в мировой практике для систем сверхвысокой пропускной способности (VHTS) перенос фи- дерной линии в более высокочастот- ные диапазоны (Q, V) не предлага- ется для рассмотрения из-за недо- статочной освоенности его для спут- никовой связи в РФ. Многолучевая зона обслуживания каждого КА должна обеспечить по- крытие половины территорий из списка табл. 1. Анализ показал, что для решения поставленной задачи до- статочно семи абонентских и одного фидерного луча на каждом КА. Раз- мер луча выбран равным 0,7° х 0,7°, это значение является хорошим компромиссом между требованиями большого усиления и стабильности зоны обслуживания при эволюциях КА. Такой луч формируется на КА антенной приемлемого размера. Ра- диус зоны покрытия такого луча на поверхности Земли зависит от угла видимости КА и составляет не менее 200 км, что заведомо перекрывает возможные точки размещения вы- сотных платформ в данном регионе. Отметим, что именно такой размер луча в Ка-диапазоне используется на отечественных КА “Экспресс- АМ5” и “Экспресс-АМ6” [7]. Для размещения приемо-передаю- щих станций к указанным КА можно выбрать, например, центры космической связи (ЦКС) ГП КС “Дубна” (к аппарату в точке 53° в.д.) и “Медвежьи Озера” (к аппарату в точке 80° в.д.). Фидерные линии в рассматривае- мой системе являются наиболее на- пряженным участком, так как испы- тывают влияние атмосферы. Або- нентские линии между КА и HAPS проходят в тех слоях атмосферы, где осадки отсутствуют и давление атмосферных газов весьма мало, по- этому дополнительными потерями можно пренебречь. Общепринятым для спутниковой связи является значение коэффици- ента готовности 99,8%. Для повыше- ния коэффициента готовности фи- дерных радиолиний может исполь- зоваться дополнительная земная станция, размещенная, например, на территории станции спутниковой связи (ССС) ГП КС “Владимир” и работающая с основными станциями в режиме пространственного раз- носа. В известном “Справочнике” Л.Я. Кантора [8, рис. 5.12] пока- зано, что при пространственном раз- носе двух спутниковых станций 50 км совместная вероятность выпа- дения осадков (то есть наступление простоя на радиолинии) уменьша- ется в пять раз, с 1% до 0,2%, по сравнению с вероятностью для одной из станций. Следовательно, для достижения коэффициента го- товности 99,8% дублированной ра- диолинии расчетный коэффициент готовности для каждой из линий должен составлять 99%. Станция в 31 2025 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ Таблица 1 С писок городов-миллионников РФ №п/п Город Население, млн. чел КА Номер луча Число каналов 1. Москва 13,1 53° в.д. 2 3 + 0,5 2. Санкт-Петербург 5,6 53° в.д. 1 1 + 0,5 3. Новосибирск 1,64 80° в.д. 6 2 4. Екатеринбург 1,54 80° в.д. 4 2 5. Казань 1,3 53° в.д. 7 1 6. Нижний Новгород 1,2 53° в.д. 5 1 7. Красноярск 1,2 80° в.д. 7 1 8. Челябинск 1,18 80° в.д. 4 1 9. Самара 1,16 80° в.д. 1 1 10. Уфа 1,15 80° в.д. 3 1 11. Ростов-на-Дону 1,13 53° в.д. 4 0,5 12. Краснодар 1,12 53° в.д. 4 0,5 13. Омск 1,11 80° в.д. 5 1 14. Воронеж 1,05 53° в.д. 3 1 15. Пермь 1,03 80° в.д. 2 1 16. Волгоград 1,02 53° в.д. 6 1