МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ «Московский технический университет связи и информатики» ШИРОКОПОЛОСНЫЙ ДОСТУП НА ОСНОВЕ ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЫ ДЛЯ ЭКВАТОРИАЛЬНОЙ АФРИКИ Нланду Норберт Лело, магистрант МТУСИ (МИТ2101) Рихтер С.Г., профессор , введение Сегодня широко используется высокоскоростной спутниковый Интернет. Такой доступ часто обеспечивается спутниками на геостационарной орбите (ГСО) с использованием технологии VSAT. В качестве одного из терминалов в работе используется разработка шведской компании Satcube Ku. Варианты бортовой антенны На примере Экваториальной Африки в работе выполнен сравнительный анализ спутникового доступа на ГСО с двумя вариантами бортовой антенны: зональной – в Ku диапазоне и многолучевой – в диапазоне Ka. Три луча с зональной ДН в системе World Space Многолучевая антенна Экваториальная зона Африки К Экваториальной Африке можно отнести 18 государств, большая часть территории которых расположена в экваториальной зоне в полосе ±10° по широте. Совокупность территорий этих государств рассматривается в работе как зона обслуживания. Координаты крайних точек зоны обслуживания Зона обслуживания (ЗО) близка к овалу с размерами примерно 45° по долготе и 20° - по широте. Выбраны крайние точки ЗО, для которых определены углы места и наклонная дальность относительно позиции 23° на ГСО. С этой точки ГСО угол обзора зоны покрытия составляет 7,6о. При зоне обслуживания 5000×2200 км углы раскрыва ДН антенны ИСЗ составляют 7,6×3,5 град. Положение крайних точек и центра ЗО Страна, город Запад Сан-Томе, Сан-Томе Север Восток Юг Центр Долгота Широта Угол Наклон мест ная а, дальнос град. ть, d, км 7о в.д. 1о с.ш. 71,2 36016 Чад, 18о в.д. 9о с.ш. ФортАршамбо Сомали, 45о в.д. 3о с.ш. Могадишо 77,9 35895 64,0 36346 10о ю.ш. 77,7 35934 0о 86,5 35786 ДРК, Тенке Координаты 26о в.д. ДРК, 26о в.д. Стэнливил ь Характеристики СКК спутниковых модемов В современных спутниковых модемах часто применяются сигнально-кодовые конструкции (СКК) на основе сочетания модуляций ФМ и АФМ с разными помехоустойчивыми кодами. № п / п Модуляция B R rB Еб/N0, дБ при Рош = 1·10-7 1 V+RS ФМ-4 2 7/8 1,56 6,0 2 V+RS ФМ-4 2 3/4 1,36 5,2 3 LDPC+BCH АФМ-16 4 9/10 3,57 7,6 4 LDPC+BCH АФМ-16 4 3/4 2,97 5,5 Параметры СКК для обратного и прямого каналов. СКК Здесь обозначено: B=log2M - кратность модуляции; R - скорость кода; r – избыточность за счет внешнего кода; rB, бит/с/Гц - спектральная эффективность модуляции; Еб/N0, дБ – отношение сигнал/шум на входе демодулятора; Рош - вероятность ошибки на бит в условиях «ясного неба». Расчетные соотношения Угол обзора зоны покрытия = 2arcsin[RЗcosмин / (HГСО+RЗ)], где RЗ = 6367км – радиус Земли, HГСО = 35786км. Расчёт даёт оценку 7,6о. Энергетический бюджет канала системы VSAT C/N = ЭИИМАТ + G/TСР − Lо – Lд – Lавт − kб, дБГц, где kб = −228,6 дБВт/(ГцК) – постоянная Больцмана. Пропускная способность (ПС) обратного канала ПCАТ-СР = ПС1 ≤ (C/N) / (Еб/N0), -- если пропускная способность канала определяется энергетическими возможностями АТ; ПCАТ-СР = ПС2 ≤ Δf × rВ, -- если пропускная способность канала ограничивается частотным ресурсом. Энергетические бюджеты каналов в Kuдиапазоне В таблице 3 представлены результаты расчётов. При удельной скорости на абонента 30 кбит/с пропускная способность прямых каналов спутникового ШПД в ясную погоду позволяет подключить к сети менее 1500 абонентов с терминалом VSAT или около 500 абонентов с терминалом Satcube Ku. Низкий результат следствие узкой полосы частот и большой площади обслуживаемой территории -около 10 млн км2. Распределение лучей многолучевой антенны ИСЗ по территории Экваториальной Африки Энергетические бюджеты каналов в Kaдиапазоне В таблице 4 результаты расчётов спутникового ШПД в Ka-диапазоне При удельной скорости на абонента 30 кбит/с пропускная способность прямых каналов спутникового ШПД в ясную погоду позволяет подключить к сети около 97 тыс. абонентов. Заключение Проведенное исследование показало, что спутниковый ШПД с многолучевым покрытием территории Экваториальной Африки предпочтительнее использования зонального покрытия территории. Выигрыш по энергетическому потенциалу каналов составляет примерно 16 дБ, а по пропускной способности каналов – почти 73 раза. При формировании зоны обслуживания ресурс спутника предпочтительно распределять по лучам локальных зон в соответствии с численностью абонентов в конкретной зоне. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ