Специальный выпуск "Спутниковая связь и вещание"-2025

нентского канала КА в полосе 100 кГц не должен превышать мак- симального значения, определяе- мого по формуле: ЭИИМ max = 35 дБм - 10 lgN + 20 lg(H x /600), (7) где H x – высота орбиты КА, км; N – число каналов на одной частоте (в нашем случае N = 1). Уровень ЭИИМ, приведенный к по- лосе 4 кГц при N = 1, составляет ЭИИМ = 21 дБм + 20lg(H x /600). (8) При таком уровне ЭИИМ макси- мальное значение ППМ составляет минус 136,5 дБ (Вт/м 2 ) в полосе 4 кГц для центрального луча (для лучей, отклоненных от надира, меньше минимум на 3 дБ). Такое значение ППМ помехи для РЭС устройств ближнего радиуса дей- ствия (short-range device, SRD) и РЭС LPWAN является допустимым [9, 10], но работа каналов возможна при SF равным 7. Следует отметить, что в [9, 10] оценки выполнены без учета потерь в линии связи, вызванных ионо- сферными сцинтилляциями, но уч- тено снижение коэффициента уси- ления G t луча КА в направлении его границы зоны обслуживания и при расположении абонентского устройства на границе многолучевой зоны обслуживания КА. Допустимое (ППМ) a и требуемое (ППМ) r значение составляет минус 136,5 дБ(Вт/м 2 ) в полосе 4 кГц при работе абонентских линий для спутниковой системы с SF ≥ 7 в диапазонах частот 863–870 МГц и 915–928 МГц для типовых устройств IoT [5]. Т ребуемое значение (ППМ) r для обслуживания высокомобильных систем в ISM-диапазоне 868 МГц Требуемое (ППМ) r определим из условия, что в гибридной спутнико- вой системе применяется техноло- гия и протокол LoRa/LoRaWAN. Причем предполагается обслужи- вать высокомобильные устройства, среди которых БВС являются прио- ритетными по причине их макси- мальной мобильности и необходимо- сти реализации высоконадежных линий С2 (в соответствии с материа- лами ICAO надежность 0,999 [12]) при минимизации круговой за- держки пакетов RTT (round trip time) для обеспечения контроля и подачи команд в процессе их движе- ния [13, 14]. Итоговых количествен- ных требований к линиям C2 в до- кументах ICAO пока нет, и, ви- димо, они еще не скоро будут сфор- мулированы. В связи с этим в табл. 1 предложена классификация БВС c учетом RTT = 200 мс и особенно- стей линии C2, реализуемой на ос- нове технологии и протокола LoRa/LoRaWAN. Для реализации линии С2 необхо- димо гарантированно достигать вы- соких значений C/N (от -2,5 дБ до -7,1 дБ для обеспечения работы с SF = 5, 6, 7) в абонентских линиях [13] для минимизации RTT. С уче- том требования высокой надежно- сти линии С2 необходим системный запас примерно 2,0–3,0 дБ. Кроме того, требуется запас для компенса- ции неизбежных потерь, вызванных ионосферными сцинтилляциями. Уровень дополнительных потерь А s за счет сцинтилляций в соответ- ствии с RP-191827 (3GPP) [15], ре- комендуемый для учета при оценке бюджета радиолинии на частотах ниже 6 ГГц, составляет А s = 3,12/f 0,5 , дБ, (9) где f – частота сигнала в ГГц. Соответственно, требуется принять запас для учета ионосферных сцин- тилляций при расчете бюджета ра- диолиний, обслуживающих абонен- тов в регионах Земли в пределах эк- ваториального пояса ±20° и в регио- нах выше 60° N. Таким образом, с учетом системного запаса необходим общий запас с учетом ионосферных сцинтилляций примерно 5 дБ. В соответствии с из- ложенными положениями значение PDF в этом случае составляет минус 130,5 дБ(Вт/м 2 ) в полосе 4 кГц. Переход на работу с SF 7 необхо- дим с целью увеличения скорости канала и, как следствие, для мини- мизации времени передачи пакетов в канале Т оА (табл. 2). На рис. 1 представлена оценка взаимосвязи ППМ и достигаемого C/N при ис- пользовании типовых абонентских устройств MTD. Из представленных материалов сле- дует, что требуемое значение (ППМ) r для спутниковой системы в диапазоне 863–870 МГц при работе с высокомобильными беспилотными системами и организации линии С2 для БВС составляет минус 130,5 дБ(Вт/м 2 ) в полосе 4 кГц. Д опустимое значение ППМ в ISM-диапазоне 868 МГц для обслуживания высокомобильных систем Допустимое значение (PFD) a сле- дует определить исходя из пара- метров РЭС SRD и РЭС LPWAN, которые работают на безлицен- зионной основе в полосе частот 863–870 МГц. Эти значения приве- дены в нормативных технических документах [16–18] и представлены в табл. 3 и 4. Допустимые значения (PFD) a для каждого из РЭС приве- дены в этих таблицах с учетом не- превышения допустимого уровня помехи I п в приемном канале. Кроме того, в конкретных расчетах следует учитывать поправочный коэффициент F, если W более рабо- чей полосы частот W x для РЭС, подверженного помехам: F = 10lg(W/W x ), если W < W x , то F = 0. (10) Как следует из табл. 3 и 4, если не учитывать ионосферные сцинтилля- ции, то условие (ППМ) a ≥ (ППМ) r выполняется для всех устройств, кроме РЭС “Беспроводные микро- фоны”. Указанные значения I п обладают некоторым запасом, по- скольку очевидно, что антенные из- лучатели указанных РЭС имеют внутренние диссипативные потери (в пределах 0,5–1,0 дБ [19]), что не уч- тено в [16–18]. Поэтому, значение допустимой помехи I п можно при- нять больше указанного ее значения в [16–18] как минимум на 0,5 дБ. Таким образом, допустимое значение (ППМ) а для диапазона 863–870 МГц целесообразно принять минус 135,5 дБ (Вт/м 2 ) в полосе 4 кГц на глобальной основе (см. табл. 3 и 4). Следует отметить, что при построе- нии многолучевой полезной на- грузки КА для обслуживания БВС придется увеличивать мощность пе- редатчиков в отклоненных от на- дира лучах минимум в два раза по отношению к лучу в надире. Для регионов России, расположен- ных выше 60° N, возможно увеличе- ние значения (ППМ) a до минус 130,5 дБ(Вт/м 2 ) в полосе 4 кГц. Целесообразно уточнить, что оценка допустимого уровня (ППМ) a выпол- нялась при условии, что РЭС SRD располагаются в прямой видимости КА. Такая ситуация возможна, но маловероятна, поэтому предлагаемое допустимое значение (ППМ) a имеет, 87 2025 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ И ВЕЩАНИЕ