Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2025

52 Для обобщения полученного значе- ния проведем имитационное моде- лирование работы спутниковой ком- поненты гибридной сети. Поместим затеняющее здание восточнее поло- жения АУ. Тогда “тень” от здания даст увеличение границы радиого- ризонта на 10° по УМ в диапазоне углов азимута от 85° до 95°. Запу- стим движение орбитальной группи- ровки с высотой h = 500 км и на разных географических широтных отметках будем оценивать два пара- метра: надежность связи (P% – про- цент времени среднего года) и мак- симальное время перерыва в связи (dT). Результаты представлены в табл. 1. Как видно из табл. 1, частичные пе- рекрытия видимости спутников местными предметами могут приво- дить к снижению надежности и не- прерывности связи. Однако такие события являются краткосрочными. Отметим, что в сотовой сети, то есть сети подвижной радиотелефонной связи, доля несостоявшихся вызо- вов допускается до 5% [7]. Анало- гичные требования должны быть в последующем формализованы и для гибридных спутниковых сетей. П ример оценки энергетического бюджета абонентского канала В качестве примера выполним оценку бюджета для абонентского канала низкоорбитального спутника на высоте 500 км в составе ОГ гиб- ридной сети D2D для канала LTE с полосой 1,4 МГц на частотах со- тового оператора в режиме FDD (880 МГц “вверх” и 925 МГц “вниз”). В табл. 2 приведены ре- зультаты такой оценки в условиях отсутствия потерь на ионосферные сцинтилляции, но учтено возможное наличие значительной помехи, рав- ной полезному сигналу (С/I = 0 для абонента гибридной сети). Кроме того, учтена необходимость минимизации энергопотребления пе- редающих АФАР [6]. На спутнике должно быть располо- жено несколько АФАР. Из пред- ставленной оценки следует, что каждая однолучевая передающая АФАР имеет площадь примерно 2 кв. м при потреблении примерно 200 Вт (таких АФАР должно быть, например, три), и одна многолуче- вая приемная АФАР площадью 2,7 кв. м. Этот пример расчета по- казывает, что архитектура спутника должна быть плоской и иметь пло- щадь, достаточную для размещения АФАР (например, 3 х 3 м минимум в данном примере). Таким образом, спутники ОГ гибридной системы D2D едва ли будут соответствовать классу малых спутников. Принятое пороговое значение C/N составляет минус 5 дБ, в условиях высоких внешних помех запасы для канала “вниз” составляют примерно 4 дБ, а для канала “вверх” запасов практически нет. Соответственно, скорость канала “вниз” может до- стигать примерно от 1,2 Мбит/сек, а канала “вверх” всего 0,21 Мбит/c. Если помехи незначительны, то скорости каналов “вниз” дости- гают 2–3 Мбит/c, а “вверх” 0,5–2,6 Мбит/cек. Для увеличения скорости следует увеличивать апер- туру бортовых АФАР. Увеличение площади апертуры в два раза даст приращение C/N на 3 дБ, но ско- рость в канале увеличится только в 1,2–1,3 раза. Этот вопрос требует отдельного исследования, но по- нятно, что достичь скоростей кана- лов, которые характерны для совре- менных систем широкополосного доступа, невозможно. Еще раз следует подчеркнуть, что представленный пример оценки бюджета абонентской радиолинии является только примером. Реаль- ная задача более многогранная и требует дополнительных исследова- Г рафик изменения угловой скорости по УМ, угл. мин/сек Рис. 4 Г рафик изменения угловой скорости по азимуту, угл. мин/сек Рис. 5 Широта АУ, град. P, % dT макс., сек. 80 100 0 70 100 0 60 99,6 12 50 98,5 27 40 95,4 122 Таблица 1 П ример оценки надежности и непрерывности контакта АУ и спутниковой компоненты гибридной системы D2D